大白菜类胡萝卜素分离鉴定和积累机理与调控研究

摘要

品质是目前大白菜育种的重要目标之一。类胡萝卜素的含量与组成不仅关系到大白菜叶球的颜色，而且直接影响大白菜的营养和保健价值，因而是决定大白菜商品性状和内外品质的重要指标。本研究以黄心乌塌菜材料07-158(简称158)，黄心大白菜材料07-159(简称159)，暗橘红心材料06-80(简称80)、07-160(简称160)，橘红心材料07-161(简称161)和淡黄心大白菜材料07-162(简称162)为试验材料，利用HPLC技术，分析了不同材料的主要类胡萝卜素组成及其含量，研究类胡萝卜素在大白菜不同生长发育阶段的积累动态，阐明了不同叶球颜色与类胡萝卜素积累的关系，并探讨了Mn2+、GA3、ABA处理对大白菜类胡萝卜素形成的调控机制，主要结果如下： 1.建立了适合大白菜类胡萝卜素研究的RP-HPLC分析方法，从暗橘红心大白菜中分离出38种组分，鉴定出32种组分，其中包括9种番茄红素、4种六氢番茄红素、4种链孢红素、3种β-隐黄质、3种a-胡萝卜素、2种ζ-胡萝卜素和2种β-胡萝卜素同分异构体，八氢番茄红素、叶黄质、玉米黄质、γ-胡萝卜素、紫黄质各1种。 2.158、159和162叶片中的类胡萝卜素种类完全一致，都含有叶黄质、紫黄质、玉米黄质、β-隐黄质、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、八氢番茄红素和六氢番茄红素等类胡萝卜素；160和161叶片中除了含有上述类胡萝卜素外，还有链孢红素、反式番茄红素、顺式番茄红素、ζ-胡萝卜素、γ-胡萝卜素等，几乎涵盖了类胡萝卜素代谢途径中的各种主要成分，特别是保健价值较高的六种类胡萝卜素组分——番茄红素、β-胡萝卜素、a-胡萝卜素、β-隐黄质、玉米黄质、叶黄质的含量很高。 3.160和161外部功能叶(简称外叶)积累的主要类胡萝卜素是紫黄质、叶黄质、β-胡萝卜素、玉米黄质，而内层球叶(简称球叶)积累的主要类胡萝卜素是八氢番茄红素、六氢番茄红素、ζ-胡萝卜素、顺式番茄红素、链孢红素、反式番茄红素；普通大白菜和黄心大白菜外叶和球叶积累的主要类胡萝卜素均是紫黄质、叶黄质、β-胡萝卜素。 4.160和161球叶的总类胡萝卜素含量较高，是其它材料的5～10倍。各个材料外叶的总类胡萝卜素含量相差不大。 5.在叶球发育过程中：(1)158和159球叶总类胡萝卜素呈上升趋势，黄色的叶黄质和β-胡萝卜素，橙黄色的紫黄质逐渐积累，叶球剖面的颜色由浅变深，到成熟期呈现金黄色：(2)162球叶总类胡萝卜素和β-胡萝卜素、叶黄质和紫黄质都呈下降趋势，叶球剖面的颜色逐渐变浅，最终呈现淡黄色：(3)161球叶中黄色的链孢红素与ζ-胡萝卜素占总类胡萝卜素含量的70％，红色的顺式番茄红素与反式番茄红素占总类胡萝卜素含量的20％，总类胡萝卜素以及上述四种类胡萝卜素都呈上升趋势，叶球剖面的颜色由浅变深，成熟期呈现橙黄色；(4)160球叶中黄色的链孢红素与ζ-胡萝卜素各占总类胡萝卜素含量的65％，红色的顺式番茄红素和反式番茄红素占总类胡萝卜素含量的30％，除ζ-胡萝卜素含量稍有下降外，总类胡萝卜素和另外三种主要类胡萝卜素都呈上升趋势，在成熟期都明显积累，呈现暗橘红色。推测黄色的链孢红素与ζ-胡萝卜素，红色的顺式番茄红素与反式番茄红素的积累，是橘红心大白菜球叶呈现橘红色的原因，各种色素所占比例决定颜色的细微变化。 6.Mn2+有利于类胡萝卜素积累，锰促进橘红心大白菜类胡萝卜素积累的最佳浓度为557.5 mg/L；GA3能抑制橘红心大白菜所有类胡萝卜素的积累，并且对中上游产物的抑制作用要高于中下游产物；ABA能促进橘红心大白菜类胡萝卜素代谢途径下游产物紫黄质、叶黄质、玉米黄质等的积累，并使总类胡萝卜素含量明显升高，但对其它中上游类胡萝卜素积累的促进作用不明显。

目录

论文说明：缩略词表

声明

引言

1研究背景

2研究目的和内容

第一部分文献综述植物类胡萝卜素积累与调控机理研究进展

1类胡萝卜素代谢途径研究

1.1胡萝卜素的生物合成

1.2叶黄素的生物合成

2植物类胡萝卜素提取测定研究

2.1植物类胡萝卜素提取方法的研究

2.2测定方法研究

3植物类胡萝卜素积累机理的研究

3.1类胡萝卜素积累与植物本身特性的关系

3.2胡萝卜素积累与植物生长发育的关系

3.3类胡萝卜素的积累与植物组织类型的关系

4植物类胡萝卜素调控机理的研究

4.1环境条件

4.2化学物质

4.3外源激素

4.4生长抑制剂

5展望

第二部分

第一章大白菜类胡萝卜素种类鉴定与分析方法研究

1目的和意义

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

5附表

第二章不同大白菜材料类胡萝卜素积累动态研究

1.目的和意义

2.材料与方法

3结果与分析

4小结与讨论

第三章成熟期不同白菜材料类胡萝卜素含量比较

1目的和意义

2材料与方法(同第二章)

3结果与分析

4小结与讨论

4附表

第四章锰、外源激素对橘红心大白菜类胡萝卜素积累的影响

1目的和意义

2材料与方法

3结果与分析

4小结与讨论

5结论

参考文献

致谢