枣和酸枣AsA积累的生理与分子机制研究

摘要

抗坏血酸(AsA)又名维生素C(Vc)，是动植物中一种必需的代谢产物，也是人类正常生长发育缺一不可的物质，但人类无法直接合成，只能从外界摄取，新鲜果蔬是人类摄取AsA的主要来源。枣（Ziziphus jujuba Mill.）为鼠李科（Rhamnaceae）枣属（Ziziphus Mill.）植物，其果实富含Vc，有“天然维生素丸”的美誉。本试验以枣鲜食品种（‘崭山米枣1号’、‘崭山苹果枣’及‘罗江调元枣’）和酸枣（‘圆形小酸枣’）为试材，从形态、生理及分子方面研究了枣和酸枣发育过程中AsA的积累机制，主要研究结果如下:
　　1.枣和酸枣同一品种不同部位AsA含量为果＞叶＞花，且酸枣果实中的AsA含量最高。果实及叶片中的AsA含量均呈“先升后降”的变化趋势，且AsA主要在果实膨大期积累。
　　2.枣和酸枣果实发育过程中可溶性糖含量均呈“升-降-升”的变化趋势，可滴定酸含量则先降后升。枣果中的AsA含量与可溶性糖含量没有明显的相关性，但与可滴定酸含量负相关，与糖酸比正相关。
　　3.不同AsA代谢酶在枣和酸枣果实发育过程中的活性变化不同，其中GalDH活性变化与‘崭山米枣1号’果实中的AsA含量变化趋势基本一致，GalLDH活性变化与‘罗江调元枣’和‘圆形小酸枣’果实的AsA含量变化趋势基本一致，叶片中的AsA代谢酶活性与AsA含量没有明显的相关性。
　　4.Real-time PCR发现，GDP-甘露糖-3'，5'-差向异构酶基因（GME1）、GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因（GMP1）、GDP-L-半乳糖-1-磷酸磷酸化酶基因(GGP)、L-半乳糖-1-磷酸磷酸化酶基因(GPP)、L-半乳糖脱氢酶基因(GalDH)、L-半乳糖1，4内酯脱氢酶基因(GalLDH)和肌醇加氧酶基因（MIOX1）的表达变化与‘圆形小酸枣’果实中AsA含量变化一致性较高;GME1和GMP1的表达变化与鲜食枣果实AsA含量变化一致性最高。此外，GME、GMP及GalDH的表达变化与枣和酸枣叶片中的AsA含量变化一致性最高。再生途径中，单脱氢抗坏血酸还原酶基因（MDHAR）和脱氢抗坏血酸还原酶基因（DHAR）共同调节枣和酸枣果实及叶片AsA的再生。
　　综上，枣和酸枣不同组织中的AsA含量差异显著，且AsA合成、降解及再生途径共同影响枣和酸枣AsA的积累。枣和酸枣果实中AsA的合成途径包括L-半乳糖途径和肌醇途径，GME1和GMP1可能是鲜食枣ASA合成的关键基因，且GME1，GMP1，GGP，GPP，MIOX1，MDHAR和DHAR的高表达是酸枣果实AsA含量高于鲜食枣的原因。

目录

声明

摘要

缩略词索引表

1文献综述

1．1研究进展

1．2植物中AsA的合成途径

1．2．1 L-半乳糖途径(L-galactose pathway)

1．2．2 D-半乳糖醛酸途径(D-galacturonic acid pathway)

1．2．4肌醇途径(Myo-Inositol pathway)

1．3 AsA的氧化还原和降解

1．3．1 AsA的氧化还原

1．3．2 AsA的降解

1．4植物体内抗坏血酸水平的调控

1．5果树AsA合成代谢的研究进展

1．6本研究内容、目的与意义

2材料和方法

2．1试验材料与样品采集

2．2主要仪器和试剂

2．3试验方法

2．3．1果实纵横径及单果重测定

2．3．2抗坏血酸含量的测定

2．3．3可溶性糖和可滴定酸含量测定

2．3．4 GalDH活性测定

2．3．5 GaiLDH活性的测定

2．3．6 AO及APX活性的测定

2．3．7 RNA提取与检测

2．3．8 PCR引物设计

2．3．9数据分析

3结果与分析

3．1枣和酸枣果实的生长动态

3．2枣和酸枣果实发育过程中糖酸含量的变化

3．3枣和酸枣生长过程中抗坏血酸积累规律

3．3．1果实发育过程中AsA的含量变化

3．3．2叶片生长过程中抗坏血酸含量的变化

3．3．3枣花中的AsA含"量

3．3．4枣和酸枣不同组织中的抗坏血酸氧化还原状态

3．4枣和酸枣AsA代谢相关酶活性分析

3．4．1枣和酸枣AsA合成代谢相关酶活性变化

3．4．2枣和酸枣AsA的积累与代谢酶的相关性分析

3．5枣和酸枣AsA代谢相关基因的表达分析

3．5．1果实发育过程中AsA代谢相关基因表达分析

3．5．2叶片生长过程中AsA代谢相关基因表达分析

3．5．3枣花中AsA代谢相关基因的表达变化

4讨论

4．1枣和酸枣抗坏血酸的积累特点

4．1．1枣和酸枣果实AsA的积累特点

4．1．2枣和酸枣叶片AsA的积累特点

4．2枣和酸枣发育过程中AsA代谢相关酶的作用

4．2．1果实发育过程中AsA代谢相关酶的作用

4．2．2叶片生长过程中AsA代谢相关酶的作用

4．3枣和酸枣AsA合成相关基因的表达特点

4．3．1果实中AsA合成基因的表达特点

4．3．2叶片中AsA合成基因的表达特点

4．4 AsA降解和再生相关基因的表达特点

4．4．1果实发育过程中降解和再生相关基因的表达特点

4．4．2叶片生长过程中降解和再生相关基因的表达特点

4．5不同器官AsA代谢相关基因的表达

4．6枣和酸枣果实AsA含量与糖酸含量的相关性

5结论

参考文献

致谢

作者简历