李果实色素积累规律及花色苷和类胡萝卜素合成分子机理研究

发布时间：2020-10-09 20:47

　　本试验对9个不同李品种鲜食成熟期果实中的主要色素物质进行比较研究,同时以4年生生长健壮的‘脆红李’(果皮紫黑色果肉黄色)和‘羌脆李’(果皮果肉黄绿色)为材料,研究了其发育过程中外观内质的变化,分别分析了果皮果肉的叶绿素、花色苷和类胡萝卜素的积累规律,检测了花色苷和类胡萝卜素合成相关结构基因的表达,利用同源序列法克隆了‘脆红李’和‘羌脆李’的PAL、UFGT、PDS、LCYB和ZEP基因。主要结果如下:1.9个李品种中,只有紫黑色和红色果皮以及红色果肉能检测到花色苷,主要花色苷组分均为矢车菊-3-O-葡萄糖苷和矢车菊-3-O-芸香糖苷,并且颜色越深,含量越高;果皮果肉叶绿素和类胡萝卜素含量最高的都为绿色品种,类黄酮含量最高的为紫黑色品种。2.随着‘脆红李’和‘羌脆李’果实的生长发育,其单果重和纵横径增加,果皮和果肉中的可溶性糖含量升高,可滴定酸含量降低,Vc含量先下降后上升;在整个果实发育过程中,相较于‘羌脆李’,‘脆红李’果实较小,可溶性固形物和可溶性糖含量均较高,可滴定酸含量较低,糖酸比较高;综合来看,‘脆红李’果皮色泽较鲜艳,口感较佳,营养成分较好。3.‘脆红李’和‘羌脆李’果实发育初期,果皮果肉都为绿色,叶绿素是其主要呈色物质;随着果实的成熟,果皮和果肉的叶绿素含量一直下降,类胡萝卜素含量先下降后上升,花色苷在‘脆红李’果皮一直积累,是使其呈紫黑色的主要色素,并且主要组分为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-芸香糖苷,而‘脆红李’果肉和‘羌脆李’果皮果肉均未检测到花色苷,叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮等其它色素可能影响其呈色。4.‘脆红李’和‘羌脆李’花色苷合成相关结构基因的表达分析表明,除‘羌脆李’幼果期的果皮果肉和果实膨大初期的果肉没有检测到PsUFGT基因的表达外,‘脆红李’和‘羌脆李’其余生长发育时期的果皮果肉均检测到了PsPAL、PsCHS、PsCHI、PsF3H、PsDFR、PsANS和PsUFGT基因的表达,并且果肉中的转录水平均较低。相关性分析表明,PsPAL、PsCHS、PsF3H、PsANS和PsUFGT基因表达量与花色苷含量表现出一定的正相关,并且PsPAL和PsUFGT基因的表达量与花色苷含量的相关性达到了极显著水平。5.‘脆红李’和‘羌脆李’类胡萝卜素合成相关结构基因的表达分析表明,PsPSY、PsPDS、PsZDS、PsLCYB和PsZEP在果实发育前期果皮中的转录水平高于果肉,到果实发育后期,果肉中的表达量与果皮相近甚至高于果皮。相关性分析表明,5个基因中,PsPDS、PsLCYB和PsZEP基因的表达量与类胡萝卜素含量均表现出一定的正相关,并且PsPDS基因的表达量与类胡萝卜素含量的相关性达到了显著水平。6.利用同源序列克隆法得到了‘脆红李’和‘羌脆李’的PAL、UFGT、PDS、LCYB和ZEP基因的序列。其中,PAL全长2160 bp,编码719个氨基酸;UFGT全长1428 bp,编码475个氨基酸;PDS全长1722 bp,编码573个氨基酸;LCYB全长1515 bp,编码504个氨基酸;ZEP全长1986 bp,编码661个氨基酸。‘脆红李’和‘羌脆李’的LCYB和ZEP氨基酸序列均完全一致,PAL和PDS各相差一个氨基酸,UFGT相差3个氨基酸。各基因编码蛋白的系统进化树分析表明中国李与梅、杏、桃和甜樱桃遗传距离较短,亲缘关系较近。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S662.3
【部分图文】：

李品种,果肉,果皮,情况

5 结果与分析5.1 不同李品种成熟期果实色泽和色素含量的比较9 个李品种鲜食成熟期果实着色差异如图 3 所示。‘ 李’、‘四月合’、‘秤砣李’果皮果肉都为黄绿色；‘玉皇李’果皮果肉都为黄色；‘黑宝石李’、‘安哥诺李’和‘总统李’果皮都为紫黑色，果肉都为黄色；‘紫琥珀’果皮为紫黑色，果肉外红内黄；‘味帝’果皮果肉都为红色。

李品种,果实,果皮,秤砣

图 4 9 个李品种果实中叶绿素含量Fig. 4 Chlorophyll contents among 9 plum fruits中 1~9 分别代表‘ 李’、‘四月合’、‘秤砣李’、‘玉皇李’、‘黑宝石李’、‘安哥诺李’、‘总统李’、‘味帝’，同一组织不同品种间的小写字母表示显著差异（P<0.05）。下同。 1 to 9 in the figure represent ‘Naili’, ‘Siyuehe’, ‘Chengtuoli’, ‘Yuhuangli’, ‘Friar’, ‘Angeleno’, ‘President’, r’and ‘Weidi’, respectively. The lowercase letters of the same tissue among the different plums indicate signences(P<0.05), The same below..4 9 个李品种成熟期果实类胡萝卜素含量的比较由图 5 可知，不同李品种鲜食成熟期果实类胡萝卜素含量差异显著。9 个李黄绿色品种果肉的类胡萝卜素含量显著高于黄色、紫黑色和红色品种，果皮发现类似的规律，但果皮类胡萝卜素含量（12.80~30.83 μg/g·FW）均高于.65~6.73 μg/g·FW）。果皮类胡萝卜素含量以‘秤砣李’最高，‘黑宝石李’为‘紫琥珀’、‘四月合’，再次为‘总统李’、‘安哥诺李’和‘ 李’（无显，最后为‘味帝’和‘玉皇李’（无显著差异）。果肉类胡萝卜素含量最高的为

李品种,果实,类黄酮

图 5 9 个李品种果实中类胡萝卜素含量Fig. 5 Carotenoid contents among 9 plum fruits.5 9 个李品种成熟期果实类黄酮含量的比较9 个李品种鲜食成熟期果实类黄酮含量如图 6 所示。由图可知，不同李品种酮含量差异显著。9 个李品种中，不论果皮还是果肉，类黄酮含量与果实的表现出明显的规律，但果皮类黄酮含量（3546.80~14671.95 μg/g·FW）均高黄酮含量（1.65~6.73 μg/g·FW）。果皮类黄酮含量以‘黑宝石李’最高，‘安次之，高达 14150.66 μg/g·FW，其次为‘ 李’、‘紫琥珀’、‘味帝’、‘秤砣月合’、‘玉皇李’，‘总统李’含量最低。果肉类黄酮含量最高的为‘安哥诺其它品种存在显著差异，其次是‘ 李’、‘味帝’、‘黑宝石李’、‘紫琥珀’’、‘玉皇李’、‘四月合’和‘秤砣李’。

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