圆叶葡萄多酚积累特性分析

发布时间：2017-12-17 00:14

本文关键词：圆叶葡萄多酚积累特性分析

【摘要】：圆叶葡萄具有较高的生物活性和较强的抗性,与其特有的多酚组成有关。本研究使用UPLC Triple TOF MS/MS高分辨液质联用仪,首先分析了圆叶葡萄引种至我国南方地区(广西-南宁和云南-普洱)后其多酚组成和积累特征;其次研究了广西-南宁地区圆叶葡萄果实发育过程果皮、种子和果肉中多酚组成及积累特性;随后进一步对圆叶葡萄不同生长部位(浆果、嫩叶、嫩叶柄、成熟叶片、成熟叶柄和嫩茎)中特征多酚——鞣花酸及前体物(EP)进行分析和鉴定。深入探讨圆叶葡萄多酚代谢与真葡萄的差异,明确圆叶葡萄中EP积累与转移规律,并分析非圆叶葡萄浆果中不存在鞣花酸类化合物(EA)的原因。为丰富我国南方地区葡萄种质资源,理解圆叶葡萄多酚积累特性,进一步阐明圆叶葡萄EA代谢途径及分子机理奠定理论基础。具体如下:1)建立了圆叶葡萄UPLCTripleTOF MS/MS高分辨率质谱检测与分析方法,共检测到156种多酚化合物,包括17种未知鞣花单宁,并对主要多酚的结构特征和裂解规律进行了分析。2)圆叶葡萄(红色'Noble'和'Alachua',青铜色'Carlos'、'Fry'和'Granny Val')引种栽培到我国南方地区后,其多酚组成和积累有其独特特征,但EP均是各产区果皮和种子中的特征多酚。总的来说,广西-南宁地区果皮中积累有较高的鞣花酸、甲基苯羧酸和鞣花酸葡萄糖苷,而种子中含有最高的五-O-没食子酰基葡萄糖。云南-普洱地区果皮中发现有更多的黄酮醇,种子中含有较高的黄烷-3-醇、鞣花酸和没食子酸甲酯。而佛罗里达-塔拉哈西地区种子中拥有更多的没食子酸和黄酮醇。基于PCA分析,不同地区种植的不同品种可以组合在一起,同一品种在不同地区种植也会被分到不同的组。这是基因型与环境条件相互作用,影响多酚合成和积累的共同结果。3)圆叶葡萄('Noble'和'Carlos')在我国广西-南宁地区种植时,'Noble'分别在盛花期后第70、77和84天转色5%、50%和100%,转色30天左右果实成熟,而'Carlos'整体比'Noble,推迟约1周。随着浆果发育,圆叶葡萄果实横纵径呈双S变化,而单粒重在转色前快速增加,转色后到成熟期增加幅度较小。果实含糖量显著增加,含酸量显著下降,但糖酸比在转色前较小,转色时开始增加,成熟时最高。总酚以干重计时,种子中含量在转色前显著降低,转色后降低趋势变缓,而以鲜重计时,则在转色时含量最高。4)广西-南宁地区圆叶葡萄('Noble'和'Carlos')和真葡萄(红色'赤霞珠'和白色'雷司令')浆果发育过程的果皮、种子和果肉样品中共检测到141种多酚,包括61种EP,38种黄酮醇,11种黄烷-3-醇,21种羟基苯甲酸,6种羟基肉桂酸和4种芪类。就含量来说,EP最为丰富,其次为黄酮醇和黄烷-3-醇。果实不同部位的多酚组成有较大差异,果皮中EA和黄酮醇含量最高,种子和果肉中主要为鞣花酸合成前体物(PC),同时种子中还有丰富的黄烷-3-醇。果实中多酚含量受发育期影响,果肉中EP随着浆果发育显著下降,果皮和种子中则同时具有品种和年份依赖性。此外,黄酮醇、没食子酰化体和二聚体在2014年显著高于2013年,而糖基化体和三聚体则无显著性差异。果皮和果肉中黄烷-3-醇主要集中在幼果期和转色前,种子中则在转色期时含量最高。5)圆叶葡萄('Noble'和'Carlos')各生长部位中EP含量均显著高于其在真葡萄('赤霞珠,和'雷司令')中的含量。其中,嫩叶片中含量最高,浆果中最低,各类别EP所占比例显著不同。两个真葡萄浆果中均未检测到EA,但其嫩叶片中却有相当含量的积累,且与圆叶葡萄相比差异最小。随着浆果成熟,EP在红色'Noble'嫩叶片中逐渐降低,在浆果中显著升高。同时,其在青铜色'Carlos'浆果、嫩叶片和嫩叶柄中逐渐降低,在成熟叶片和成熟叶柄中显著升高。EA生物合成存在于四个品种葡萄嫩叶片中,与葡萄属性(圆叶葡萄vs非圆叶葡萄)最为相关,而色泽影响较小。圆叶葡萄浆果中EA来源于嫩叶片中的转移,而真葡萄浆果中转移受到抑制,可能是前体物积累量的不足,和/或是转移酶的缺失及基因表达调控的共同影响。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS255.1

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