脐橙果实发育过程中抗坏血酸含量及相关酶活性的研究

【摘要】抗坏血酸(AscorbicAcid,AsA)即维生素C,是生物体内普遍存在的一类己糖内酯化合物,参与了整个生物体生长发育过程,同时也是保证人类健康所必需的营养物质。但由于人类自身不能合成AsA而只能从食物中获得。柑橘果实富含AsA,是人们喜爱并经常食用的果品,已经成为人们获取AsA的重要食物来源。脐橙誉称“甜橙之王”,是甜橙类中主要的品种群,晚熟脐橙鲍威尔由于果实品质形成期所处的环境不同而与中熟脐橙纽荷尔表现出品种特异性,AsA作为脐橙的重要品质,其合成和代谢的研究对脐橙的品质发育具有重要影响,而目前尚无关于晚熟脐橙抗坏血酸代谢的系统研究。本研究主要以鲍威尔脐橙(C.sinensisOsbeckcv.Powell)和纽荷尔脐橙(C.sinensisOsbeckcv.Newhall)为试验材料,研究果实成熟过程中果实品质和果皮色泽的变化规律,并对果实成熟过程中果皮和果肉中抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量,AsA的合成分解和循环再生代谢关键酶L-半乳糖酸-1,4-内酯氧化酶(GalLDH)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、抗坏血酸氧化酶(AAO)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性动态变化进行分析,以及两个脐橙品种的总抗坏血酸(T-AsA)、还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)和总谷胱甘肽(T-GSH)、还原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量的变化及其原因进行了探讨。同时,为了提高果实的AsA含量,用不同氮素形态(NO3–N/NH4+-N:100/0、75/25、50/50、25/75、0/100)处理鲍威尔,研究其对果皮和果肉中抗坏血酸和谷胱甘肽含量及相关酶活性的影响,为脐橙确定适宜氮素形态和提高AsA含量提供技术支持,具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下：1、通过对两个脐橙品种物候期和果实品质的变化进行比较研究,结果表明,纽荷尔脐橙的萌芽期、枝梢生长期和花期晚于鲍威尔2-3天,而果实转色期和成熟期分别比鲍威尔提前1个月和2个月。果实的可溶性固形物和可溶性糖含量随着果实的发育而增加,可滴定酸随着果实的发育而降低,可食率和果皮色泽在果实成熟时保持相对稳定。纽荷尔和鲍威尔的成熟期可分别安排在12月中旬和2月下旬。2、两个脐橙品种T-AsA和AsA积累在果实发育过程中的变化趋势不一致,鲍威尔果实中AsA含量显著低于纽荷尔果实中AsA含量,表明脐橙品种间具有多样性。同时,两个脐橙品种中,果皮中的T-AsA和AsA含量显著高于果肉,表明脐橙组织间存在差异性。两个脐橙品种T-GSH和GSH积累在果实发育过程中的变化规律大致相同,均在果实成熟时呈下降趋势,鲍威尔果实中GSH含量略高于纽荷尔。两品种无论在果皮中还是在果肉中,AsA和GSH含量均显著高于DHA和GSSG含量,表明AsA和GSH是脐橙果实中抗坏血酸和谷胱甘肽存在的主要形式。3、在果皮中,鲍威尔和纽荷尔的Ga1LDH活性与AsA含量的变化趋势一致,呈极显著正相关(r1=0.9367,r2=0.6239,P<0.05)；而在果肉中,GalLDH活性与AsA含量也无显著相关性。在果实成熟过程中,鲍威尔果皮除了在采前101天和采前81天外,Ga1LDH活性均显著高于相应时期纽荷尔果皮中GalLDH活性；而鲍威尔果肉中除了采前1天外,其他阶段GalLDH活性均高于相应时期纽荷尔果肉中Ga1LDH活性。且两个脐橙品种果皮中GalLDH活性显著高于果肉中GalLDH活性。4、在果皮中,鲍威尔的APX活性除了在采前41天外均低于纽荷尔,而AAO活性除了在采前101天显著低于纽荷尔外,其他各阶段与纽荷尔差异不显著；在果肉中,鲍威尔的APX和AAO活性均显著低于纽荷尔。无论在鲍威尔还是在纽荷尔中,果皮中的APX和AAO均显著高于果肉中这两种酶活性。5、在果皮中,鲍威尔的DHAR和MDHAR活性均显著低于纽荷尔：而在果肉中,鲍威尔中DHAR除了在采前21天显著高于纽荷尔外,其他各阶段均低于相应时期纽荷尔中DHAR活性；而MDHAR在各阶段均显著低于纽荷尔。两个脐橙品种,无论是在果皮中还是在果肉中,DHAR活性都要显著高于MDHAR活性,且同一时期果皮中这两种酶活性分别比果肉中这两种酶活性要高。6、不同硝铵配比(0/100,25/75,50/50,75/25,100/0)对鲍威尔脐橙抗坏血酸含量及相关代谢酶活性的研究表明,果皮AsA含量与Ga1LDH活性变化趋势较一致,且均在硝铵比75/25时达到最大值,而对GSH含量无显著影响。在果肉中,AsA含量和DHAR、APX、AAO活性均在硝铵比为50/50时达到最大,而MDAHR和GR在单一供应硝态氮时最大。7、通过本实验发现：Ga1LDH活性可能是影响脐橙果皮AsA含量的一个主要因素；而果肉中的AsA含量与Ga1LDH活性关系不显著。果肉AsA含量的积累主要取决于AsA的再生循环系统。纽荷尔脐橙果实中AsA含量较高可能与高活性的DHAR和MDHAR有关。不同硝铵比处理鲍威尔脐橙,果皮在硝钱比例为75/25时可获得较高的AsA含量,而果肉在硝铵比为50/50时可获得较高的AsA含量和较低的的硝酸盐含量。
【作者】黄艳花；
【导师】曾明；
【作者基本信息】西南大学，果树学，2014，硕士
【关键词】鲍威尔脐橙；纽荷尔脐橙；抗坏血酸；谷胱甘肽；酶活性；氮素形态；

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