玉环柚果实成熟过程中不同部位芳香物质分布及合成相关TPS基因鉴别

发布时间：2020-10-29 07:37

　　 柚(Citrus grandis)是柑橘基本种之一,在柑橘产业上具有重要的经济地位。中国是柚的原产国和主要栽培国家,种质资源丰富,产量和种植面积均居世界首位。我国的柚栽培历史悠久,种植区域广泛,形成了丰富的地区特色品种,比如浙江的玉环柚。香气是柚重要的品质指标,提取的精油在各个行业广泛使用。根据组织的差异,柚果实的结构主要包括油胞层、白皮层、囊衣和汁胞等部位。目前,关于柚果实成熟过程中不同部位的芳香物质分布及合成基因尚不清楚。本文以玉环柚为材料开展相关研究,主要结果如下:(1)从玉环柚果实中鉴别出64种芳香物质,主要包括单萜、单萜氧化物、倍半萜、倍半萜氧化物、苯丙类、醛、醇和酯类等物质。对比已有文献,15种芳香物质是第一次在柚果实中报道。Venn分析结果显示,在油胞层、白皮层、囊衣和汁胞中可以同时检测到的芳香物质有26种。在油胞层中特异性检测到的物质有12种,在白皮中特异性检测到反式-松香芹醇和紫苏醇,反式-2-辛烯醛特异性在汁胞中检测到。囊衣组织中并没有特征芳香物质,其检测到的39种物质均可以在果实的其他三个部位中存在。(2)果实的芳香物质含量以油胞层最高,物质种类以单萜烯类为主,柠檬烯是含量最丰富的物质。通过物质含量的比较,发现51种物质主要在油胞层中积累,7种物质在白皮层中含量最高,2种物质主要在囊衣中富集,另外4种物质则在汁胞中含量最高。在果实成熟期(200DAB),油胞层芳香物质总含量为80009.87μg/gFW,约为白皮层,囊衣和汁胞三个部位总和的1000倍。单萜烯类在油胞层中的含量为75695.44 μg/gFW,约占芳香物质总含量的94.61%。柠檬烯、月桂烯、β-蒎烯、罗勒烯和香叶醛是油胞层中含量最高的5种芳香物质,其中柠檬烯的含量为45981.77 μg/gFW,约占芳香物质总含量的57.47%。对于果实的白皮层、囊衣和汁胞而言,在果实成熟期的200DAB,单萜烯类的相对含量分别为77.12%,79.24%和67.43%,其中柠檬烯的相对含量分别为52.67%,55.26%和46.22%。利用芳香物质作为变量开展PCA分析,可区分成熟过程中不同部位的果实组织。在不同成熟阶段的PCA图中,来自于果实的油胞层主要在PC1左侧的正半轴富集,来源于白皮层、囊衣和汁胞等部位的样品主要在PC1的负半轴。果实汁胞的芳香物质受发育阶段影响较大,不同成熟阶段的组织在PCA中具有不同分布。(3)果实成熟过程中的芳香物质总量呈现增加趋势,但不同部位之间的模式存在差异。果实从80DAB(约650g)到200DAB(约1940g)的成熟过程中,芳香物质总量从47990.79 μg/gFW增加到80093.61 μg/gFW。油胞层芳香物质总量增加大约1.67倍,白皮层增加大约5.66倍,囊衣部位并没有发生显著变化。不同于其它部位,汁胞中的芳香物质总含量随着果实的成熟逐渐降低,在果实成熟阶段的含量约为幼果期的9%。含量最为丰富的单萜类物质,在油胞层中的含量从 80DAB 果实的 43237.35 μg/gFW 增加到了 200DAB 的 75695.44 μg/g FW,在汁胞中的含量则由50.09 μg/g FW减少到了 4.24 μg/g FW。对于含量最高的柠檬烯而言,在油胞层中的含量从80DAB果实的25670.2μg/gFW增加到200DAB的45981.77μg/gFW,在汁胞中的含量则由15.00μg/gFW减少到2.90μg/gFW。在果实成熟过程中,罗勒烯和芳樟醇等芳香物质的含量也发生了显著的变化。其中,油胞层中的芳樟醇含量由701.75 μg/gFW下降到448.07 μg/gFW。(4)结合芳香物质和转录组结果,并利用体外重组蛋白分析技术,鉴别出了参与果实芳香物质合成TPS基因家族成员。参与萜类芳香物质合成的MEP和MVA途径基因在油胞层中的表达量高于白皮层、囊衣和汁胞组织,这与油胞层具有显著高含量的萜类芳香物质结果吻合。萜类合成酶TPS是催化萜类芳香物质生物合成途径的末端酶,利用基因组序列鉴别出63个TPS基因家族成员,利用进化树分析筛选出35个可能功能的TPS基因,其中29个基因在玉环柚果实中表达。通过TPS基因表达和芳香物质含量的相关性分析,进一步筛选出5个参与单萜物质合成的候选基因家族成员。开展基因克隆并采用体外原核表达技术,鉴别出了 2个催化单萜类合成的成员。来源于TPS-b亚家族的Cg8g012040催化罗勒烯合成,来源于TPS-g亚家族的Cg2g040850则参与芳樟醇合成。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S666.3
【部分图文】：

以及多辟类物质（Ｎａｇｅｇｏｗｄａ，２０１０；?Ｌａｎｇｅ和Ａｈｋａｍｉ，?２０１３）。其中，单路和??倍半萜具有挥发性，它们是果实重要的芳香物质。植物中存在两条不同的合成途??径生成ＩＰＰ和ＤＭＡＰＰ，甲羟戊酸（ＭＶＡ）和甲基赤藓糖醇（ＭＥＰ）途径（图１．１）。??ＭＶＡ途径发生在胞质，ＭＥＰ途径定位在质体（图１．１）。??：：ｒ?／／??－Ｃｏ?Ａ?ｎ＼ｐ??ｌ）Ｘ：Ｌ?！??卜?Ｉ：＇??ｍｖａ??ｔｅＭＶＡ?＿＿?ｈ＾，ｂｐｐ?；??ｖ?Ｉ??？?Ｖ??ＩＰＰ???？?ＤＭＡＰＰ?Ｖ??、、??图１．１植物ＭＥＰ和ＭＶＡ途径（参考Ｖｒａｎｏｖ含等，２０１３）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ＭＥＰ?ａｎｄ?ＭＶＡ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｓ．??５??

浙江大学硕士学位论文２０１９?玉环柚果实成熟过程中不同部位的芳香物质变化??３玉环柚果实成熟过程中不同部位的芳香物质变化??柚果实表皮含有丰富的油胞，内储藏着丰富的精油成分，赋予柚独特的令人??喜爱的风味，可以应用于食品和化妆品行业（王欢，２０１５）。芳香物质是柑橘精??油中的主要成分，参与果实风味品质的形成。已有研究显示，柑橘果实芳香物质??在甜橙、宽皮柑橘、柠檬等成熟过程中发生明显变化。有关柚果实成熟过程中的??芳香物质变化规律并不清楚。同时，芳香物质在柚果实油胞层、白皮层、囊衣和??汁胞等不同部位中的分布情况也有待研究。本章节旨在明晰柚果实成熟过程中不??同部位芳香物质的变化规律。??

３．３．１芳香物质总含量的变化??成熟期（２００ＤＡＢ），油胞层芳香物质总含量约是白皮层、囊衣和汁胞总和的??１０００倍（图３．２）。果实成熟期（２００ＤＡＢ），芳香物质含量明显增加，约为８０ＤＡＢ??时期的１．６７倍（图３．２）。??Ｗｍ?Ｆｌａｖｅｄｏ?■■?Ａｌｂｅｄｏ?ＳＭ?■■?ＪＳ??Ａ?ｗｏｒｎ，！?ｊ???Ｔｏｔａｌ?ｖｏｌａｔｉｌｅｓ?＿??＾?６００００?１??ｉ?ｉ?：?ｉ?Ｉ??１?ｌｉｌＬＬｌＪ??Ｋ？Ｉ）＼Ｈ?ＩＩＯＤＡＩｉ?Ｉ４０ＤＡＫ?Ｉ７０ＤＡＢ?２００１）ＡＢ??Ｂ????Ｃｏｎｔｅｎｔ（＾ｇ／ｇ）?８０ＤＡＢ?２００ＤＡＢ?Ｆｏｌｄ?Ｃｈａｎｇｅ??Ｆｌａｖｅｄｏ?４７８９３．３３?８０００９．８７?１．６７??Ａｌｂｅｄｏ?１０．１６?５７．５３?５．６６??ＳＭ?１９．４７?１９．９２?１．０２??ＪＳ?６７．８３?６．２８?０．０９??图３．２玉环柚果实芳香物质总含量变化（Ａ）不同部位发育阶段芳香物质总含??量变化（Ｂ）?８０ＤＡＢ和２００ＤＡＢ时期芳香物质总含量。不同字母表示数据间有??显著性差异，显著性水平为／＾＜〇．〇５。??Ｆｉｇｕｒｅ?３．２?Ｃｈａｎｇｅｓ?ｉｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ｔｏｔａｌ?ｖｏｌａｔｉｌｅｓ?ｄｕｒｉｎｇ?ｆｒｕｉｔ?ｒｉｐｅｎｉｎｇ．?（Ａ）?Ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ??ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ｖｏｌａｔｉｌｅ?ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ?ｉｎ?ｆｏ
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;冷藏的西红柿不好吃[J];大科技(科学之谜);2016年12期

2 周宇;;低糖果脯的研究进展与前景展望[J];食品界;2017年09期

3 朱凤妹;侍朋宝;刘绍军;李润丰;彭利沙;;昌黎产区5种葡萄酒中游离态及键合态芳香物质抗氧化性质研究[J];食品工业;2014年04期

4 陈朸为;潘思轶;;锦橙键合态芳香物质酶解条件优化研究[J];食品科学;2007年04期

5 王建华，王汉忠;果蔬芳香物质的研究方法[J];山东农业大学学报;1996年02期

6 王炳章;;果树生理讲座——第三讲 水果的香味与色素[J];北方园艺;1987年04期

7 郑继辉;窨花过程中的水分变化[J];福建茶叶;1988年02期

8 刘宣传;如何使绿茶不变质[J];江西农业科技;1988年10期

9 高玉哲;;植物与雷电[J];植物杂志;1988年04期

10 赵和涛;;红茶香气形成机制及提高途径[J];蚕桑茶叶通讯;1989年04期

相关博士学位论文 前4条

1 秦改花;梨果实挥发性芳香物质组成及其形成特性分析[D];南京农业大学;2012年

2 刘春香;黄瓜风味品质的构成因素及部分因素遗传参数的研究[D];山东农业大学;2003年

3 徐强;栽培环境对黄瓜果实风味品质遗传效应的影响与特征芳香物质含量变化的初步研究[D];扬州大学;2014年

4 李敏;浓缩苹果汁加工工艺对芳香物质的影响及工艺优化研究[D];西北农林科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘小洪;玉环柚果实成熟过程中不同部位芳香物质分布及合成相关TPS基因鉴别[D];浙江大学;2019年

2 隋静;草莓果实发育过程和采后处理对其芳香物质和醇酰基转移酶活性影响研究[D];山东农业大学;2007年

3 赵艳;橙汁主要芳香物质及其在加工贮藏过程中的变化研究[D];西南大学;2010年

4 魏长宾;芒果成熟过程中糖分积累及其芳香物质组成研究[D];华南热带农业大学;2006年

5 陈军杰;β-葡萄糖苷酶的液态发酵生产及其应用[D];江南大学;2005年

6 叶丽琴;欧李果肉芳香物质构成特点、种质和地域差异及动态变化的研究[D];北京中医药大学;2017年

7 史小娟;叶含芳香物质蜡梅属植物资源搜集与评价[D];浙江农林大学;2011年

8 林梦南;紫苏芳香物质的提取、成分及其解热作用的研究[D];浙江大学;2012年

9 应洁琦;超声处理对鲜榨橙汁品质影响的研究[D];浙江大学;2014年

10 钟娴;‘平潭水仙’β-葡萄糖苷酶与挥发性芳香物质形成关系的研究[D];福建农林大学;2014年

本文编号：2860590