柿资源果实抗坏血酸水平多样性及积累机理的研究

摘要

抗坏血酸(ascorbic acid，AsA)即维生素C，作为生物体内重要的抗氧化剂和许多酶的辅因子，参与了整个生物体生长发育过程。它不仅在植物抗氧化胁迫中具有重要作用，同时也是人所必需的物质。但由于人体无法通过自身合成，故其对人体的健康有着重要的作用。植物体内AsA含量受合成和再生能力的调控，抗坏血酸．谷胱甘肽循环(AsA-GSH)是AsA再生的主要途径。在这个循环中，抗坏血酸过氧化物酶(APX)利用AsA作为电子供体来清除H2O2，氧化生成单脱氢抗坏血酸(MDHA)和脱氢抗坏血酸(DHA)，经单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)可还原成AsA。而GSH作为DHAR还原DHA电子供体时，氧化生成的氧化型谷胱甘肽(GSSG)又可被谷胱甘肽还原酶(GR)再还原为GSH，从而完成AsA和GSH的再生。我国是世界上最主要的柿(Diospyros kakiL)生产国，其果实具有较高的经济价值。除用于鲜食外，研究表明柿果实及其加工制品具有调理肠胃、治疗心血管疾病、防止动脉硬化、降血脂以及降低血压等多种医疗保健效果。为进一步研究、开发与利用柿资源，本文以国家柿种质资源圃柿资源为试材，研究了柿资源抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量的多样性及其之间的关系，同时研究了中国柿品种AsA含量和代谢酶活性的多样性及它们之间的相互关系。 取得的主要研究结果如下： (1)对国家柿资源圃71份柿资源AsA和GSH含量及氧化还原状态的多样性进行了比较研究，结果表明，在测试的71份柿资源果实中，T-AsA(总抗坏血酸)含量(2.90～129.93μmol/g)、T-GSH(总谷胱甘肽)含量(0.205～1.237pmo1/g)及其氧化还原状态存在明显的多样性，这几项指标在47种我国地方涩柿品种间的多样性尤为显著：T-AsA与T-GSH含量间存在正相关。这表明开发AsA保健产品及对AsA在植物体内的形成机理进行研究时，柿资源果实可作为候选材料，尤其是我国地方柿品种。 (2)通过对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性的研究，表明了中国柿品种果实中不仅AsA和GSH水平存在多样性，而且代谢酶APX，MDAHR，DHAR和GR活性间也存在明显的多样性。 (3)通过对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性进行相关性分析发现，柿叶片中T-AsA含量与MDHAR和DHAR活性相关性非常明显；同时，从个体上看，中国柿品种叶片中AsA含量与各代谢酶活性之间的关系也存在多样性。 (4)对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性进行多元回归分析，并获得了线性回归方程。分析表明中国柿叶片中的AsA还原酶MDHAR和DHAR活性通过对氧化还原程度的影响对AsA含量及其氧化还原状态的保持起着重要作用，而APX活性、GSH水平等与之无明显关系。 (5)通过对20个相同中国柿品种的叶片中AsA与GSH含量的研究发现：一方面柿叶片中AsA与GSH含量及其氧化程度表现出多样性；另一方面，中国柿品种果实与叶片间T-AsA含量存在显著正相关，但二者的T-GSH含量则无明显相关性。这说明柿资源AsA合成代谢的多样性，也表明叶片与果实中AsA的积累存在相关，但叶片中GSH代谢对果实中GSH的积累无显著影响。

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论文说明:缩略词

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第一章文献综述

1.1柿资源研究进展

1.1.1我国柿栽培历史

1.1.2国内外柿生产现状

1.1.3柿种质资源概况

1.2柿果实的化学成分研究及开发利用

1.2.1柿果实的化学成分

1.2.2柿果实的药理作用及临床应用

1.2.3柿果实的开发利用

1.3抗坏血酸研究进展

1.3.1抗坏血酸的发现

1.3.2化学特性

1.3.3抗坏血酸在植物体内的功能

1.3.4植物抗坏血酸的生物合成

1.3.5植物抗坏血酸的代谢

1.3.6植物体内抗坏血酸水平的调控

1.4本研究的目的意义

第二章柿资源果实抗坏血酸和谷胱甘肽含量的多样性

2.1材料与方法

2.1.1试验材料

2.1.2指标及其测定方法

2.2结果与分析

2.2.1柿资源果实抗坏血酸含量的多样性

2.2.2柿资源果实谷胱甘肽水平多样性

2.2.3 T-AsA与T-GSH含量相关性分析

第三章中国柿资源果实抗坏血酸代谢酶活性及其与抗坏血酸含量关系

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2指标及其方法

3.1.3数据统计分析

3.2结果与分析

3.2.1中国柿品种果实中T-AsA和AsA含量及DHA/T-AsA值的多样性

3.2.2中国柿品种果实中T-GSH和GSH含量及GSSG/T-GSH值的多样性

3.2.3中国柿品种果实中AsA再生系统关键酶活性及其与AsA含量的关系

3.2.4中国柿品种果实中H2O2含量和与APX活性的多样性及二者关系

3.2.5中国柿品种果实中GR活性多样性及其与GSSG/T-GSH关系

3.2.6中国柿果实中AsA水平与代谢关键酶及其代谢物质的相关性分析

第四章中国柿资源果实与叶片中抗坏血酸与谷胱甘肽含量的关系

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2指标及方法

4.1.3数据统计分析

4.2结果与分析

4.2.1中国柿品种叶片中T-AsA和AsA含量及DHA/T-AsA值的差异

4.2.2中国柿品种叶片中T-GSH含量与GSSG/T-GSH的差异

4.2.3中国柿品种叶片中T-AsA含量与T-GSH含量相关性的分析

4.2.4中国柿品种果实与叶片中T-AsA含量的相关性分析

4.2.5中国柿品种果实与叶片中T-GSH含量的相关性分析

第五章讨论

5.1柿资源果实AsA和GSH含量的多样性

5.2中国柿资源果实抗坏血酸代谢酶活性及与抗坏血酸含量关系

5.3中国柿资源果实与叶片中抗坏血酸与谷胱甘肽含量的关系

第六章结论

参考文献

致 谢

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