蓝莓果实品质形成及花青素苷代谢研究

发布时间：2020-05-25 00:07

【摘要】：福建省引进蓝莓多年,栽培地区分布也较广泛。本试验对厦门引进的美国南高丛蓝莓‘FLS03’果实进行了研究。对蓝莓果实成熟过程中的相关品质、抗氧化酶活性及花青素苷合成关键酶活性进行测定;对花青素苷进行了定性与定量测定,分析了花青素苷与其他生理指标的相关性;对绿果期、红果期和蓝果期果实进行了转录组测序;分析了花青素苷合成相关基因表达与其酶活性、花青素苷累积的关系;通过联合分析,探讨了蓝莓果实中花青素苷合成的过程。结果如下:1、以绿果期、粉果期、红果期、紫果期、蓝果期(花后20、30、40、50、60d)5个时期的蓝莓果实为试验材料,进行了相关品质的测定。结果表明,随着蓝莓果实的成熟,花青素苷含量不断积累,而花青素苷的主要种类在果实不同时期也不同,绿果期的主要花青素苷是矢车菊素,红果期的主要花青素苷是飞燕草素,而在蓝果期发现的主要花青素是锦葵色素。经分析,飞燕草素是蓝莓中最主要的花青素苷,其次是锦葵色素。抗氧化物质的测定结果表明,在蓝莓果实的不同生长时期,TFC、TAC与TPC显著正相关。POD和PPO在组织老化过程中将酚类物质氧化成醌,POD可以促进酚类物质的氧化、乙烯的形成和呼吸强度的增加,在果实衰老过程中,酚类物质含量与POD或PPO活性有关,但在果实生长过程中,相关性不显著。2、测定了五个时期果实PAL、CHI、ANS、DFR的酶活性。结果表明,红果期到蓝果期CHI酶活性缓慢增加,ANS酶活性前期虽有下降,而在红果期至蓝莓成熟,又开始上升,此时与花青素苷的积累具有协同性,说明ANS和CHI很可能是蓝莓果实花青素苷合成的关键酶。3、对蓝莓的绿果期、红果期和蓝果期果实提取的RNA进行高通量转录组测序,在构建的转录组数据库中找到了68个参与花青素苷生物合成途径的基因,结合FPKM、log2Ratio值等筛选条件,筛选出[PAL(CL3766.Contig1_All)、CHS(CL177.Contig3_All)、CHI(CL8506.Contig1_All)、F3H(CL1218.Contig1_All)、DFR(CL9744.Contig1_All)、ANS(Unigene14830_All)]作为候选基因,作为后续荧光定量、克隆分析。4、利用qRT-PCR技术测定花青素苷合成相关基因的表达量,结果表明,CHS和ANS基因在蓝莓果实生长过程中大量表达,且在蓝果期果皮显著性上调表达,与花青素积累情况一致,很可能是导致蓝莓花青素苷含量高且果皮呈蓝紫色的关键酶基因。5、基于转录组数据,结合RT-PCR方法成功克隆得到蓝莓PAL、CHS、F3H、DFR和ANS基因的编码区全长序列,通过生物信息学分析发现,这些基因都含有各自典型的保守结构域。结合多重序列比对和进化树分析发现,CHS、F3H、DFR和ANS基因具有种属特异性,而PAL基因进化过程比较保守。
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3图 1-2 花青素合成途径及其分支Figure1-2 Anthocyanin synthesis pathway and its branches.2.3 花青素苷的调控近年来，，对于植物花青素苷合成途径及分子调控机制已有深入的研究，其中包括其合成过程中编码酶的相关基因。从功能上而言，影响花青素苷合成的基因被分为两类：一类是直接编码花青素苷合成途径各步反应关键酶的结构基因，如CHS、CHI、DFR 等；另一类是不直接参与花青素苷的合成，但是用来调控这些结构基因进行特定时空表达的转录因子，如 MYB、bHLH、WD40 等[15]。

果实成熟过程中会发生一系列生理生化的变化，果实增大，果实变软，果实颜色变深，甜酸风味逐渐显现。本章内容，通过研究不同生长时期蓝莓果实的糖酸、花青素苷、酚类物质、抗氧化方面的酶活性等的变化，以期了解蓝莓果实成熟过程中生理生化的变化。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 试验材料南高丛蓝莓 'FLS03'的果实于2018年4月至5月于福建省厦门市集美区东孚镇古樾山庄（经纬度为 117°59'55“S 和 24°37'11”N）采集，此地四季温和，雨量充沛，年均温 21℃，年降水量约 1100 毫米。供试树为果园一批树龄三年的蓝莓苗。不同发育阶段的蓝莓果实（绿果期，粉果期，红果期，紫果期和蓝果期）及立地条件如图 2-1 所示。绿果为花后 20 天采集，其余每隔 10 天收集一次。收集的实验材料带回实验室处理，迅速分离蓝果期的果皮和果肉，以及其他时期的果实，并立即在液氮中冷冻，置于-80℃ 冰箱中保存以备用。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S663.9


本文编号：2679215