李果实着色与花色素苷合成机理研究

摘要

李(Prunus spp．)是蔷薇科李属植物，中国李为我国原产，我国李的栽培面积和产量居世界第一位，但研究相对落后。目前在世界各地广泛栽培的李有中国李、欧洲李、美洲李、樱桃李和一些杂种后代。李果实外观色泽丰富，有绿色、黄色、粉红、红、紫红、紫黑、蓝紫等。本文以不同色泽的李为试材，建立了果皮内花色素苷的液相检测方法，分析了不同色泽李果皮内花色素苷的种类和含量，研究了李果实发育过程中花色素苷含量及相关酶活性的变化，探讨了套袋、乙烯、温度和有机酸对花色素苷合成的影响，结果如下： 优化了李果皮花色素苷的浸提方法，即5ml pH值2的甲醇甲酸提取液在4℃下浸提8小时较好。建立了李果实中花色素苷的HPLC测定方法，用4种花色素苷标样检测发现，李果皮中花色素苷主要是矢车菊素-3-葡萄糖苷(Cyanin-3-g1UCOSide)、矢车菊素-3-芸香糖苷(Cyanin-3-rutirloside)，2种花色素苷在0.00104～0.0104mg／mL范围内线性良好，最低检出限为0.02μg／mL，平均回收率为99.5％和99.25％，RSD=1.98％和2.5％。中国李果皮中花色素苷种类相同，不同色泽的李果皮中两种花色素苷含量不同，欧洲李果皮中花色素苷种类不同。 大石早生在幼果期PAL活性高，随果实发育下降后持续上升，果实着色期，PAL活性与花色素苷含量呈显著正相关(r=0.985，p<0.05)。紫琥珀在着色前期，PAL活性不断增加，着色开始后，花色素苷含量增加，PAL活性逐步下降，两者呈显著负相关(r=-0.987，p<0.05)。大石早生和紫琥珀着色开始时，CHI都出现了上升的趋势，随后逐渐下降，该酶活性变化与花色素苷积累无明显相关性。大石早生在整个果实发育期，UFGT活性不断增加，着色期两者呈显著正相关(r=0.988，p<0.05)。紫琥珀在着色初期至果面全着色(花后12周)，LIFGT活性与花色素苷的变化一致，此后随果皮中花色素苷浓度增加，酶活性下降，在此期间果皮内花色素苷浓度增加缓慢。在成熟前，花色素苷含量又迅速增加，UFGT活性也增强。UFGT活性与花色素苷含量在着色期无显著相关性。 果袋的透光率与果皮外观色泽有密切关系，透光率越高，a*越大，果皮颜色越红。白色果袋与对照、红袋与黄袋果实外观无显著差异，白袋与红袋，黑袋(完全不透光)与黄袋，红袋与黄袋处理之间的果实外观色泽存在显著差异。果实成熟时果皮中花色素苷含量与纸袋的透光率呈正比，波长580nm以上橙、红光的透光率与果皮中花色素苷含量相关系数r>0.99；不同颜色果袋影响果实成熟时果皮的糖酸积累，成熟时果皮中酸含量与花色素苷含量呈显著正相关(r=0.9815，p<0.05)，果皮的糖含量与花色素苷含量无显著相关性；不同颜色果袋对果肉中糖酸含量无显著影响。不同颜色果袋影响PAL、UFGT酶活性，果实成熟时不同果袋PAL酶活性与花色素苷含量相关性显著(r=0.9613，p<0.05)，UFGT酶活性与花色素苷含量相关性显著(r=0.9365，p<0.05)。乙烯可以不依赖于光照诱导花色素苷合成，并且可以在幼果糖含量很低(总糖含量9.6mg／g)的情况下诱导花色素苷合成，乙烯对不同品种和同一品种的不同发育时期的作用效果是不同的，乙烯能使黑宝石幼果PAL和CHI酶活性提高，果皮中花色素苷合成，在佛莱索幼果上没有影响。 果皮内花色素苷含量的增加伴随着果皮内有机酸含量的提高，苹果酸合成相关的MDH和PEPC酶活性测定显示，果皮中的酶活性比果肉高，但果皮中MDH活性变化与苹果酸含量变化无显著相关性，这说明果皮中苹果酸含量的增加不完全是酶活性提高的结果，苹果酸在液泡中积累的能力差异d三起着重要的作用。外源有机酸促进了果实着色，使果皮中花色素苷含量增加，这说明果皮内酸含量与花色素苷合成存在一定关系，但成熟是一个复杂的过程，究竟酸是怎样影响花色素苷合成的，还需进一步的试验验证。 大石早生与紫琥珀两个品种李采后果面颜色变化与温度密切有关。果实处于0℃下，花色素苷含量增加缓慢，20℃下增加迅速，大石早生果皮中花青苷3-葡萄糖苷含量在采后10天中一直呈增加趋势，花青苷3-芸香糖苷含量在前6天增加迅速，8天达高峰，而后下降；紫琥珀果皮中以花青苷3-葡萄糖苷为主，在20℃条件下，4~8天为迅速增加期，8天后略下降，而花青苷3-芸香糖苷含量低且变幅小。在0℃时，果肉糖、酸及pH值变化不大；而20℃下果肉中酸含量明显下降，pH值上升；总糖尤其是果糖和紫琥珀中的山梨醇含量下降明显。

目录

论文说明：缩略语表

文献综述

1.1果实色泽的形成与数量化表示

1.2花色素苷的分子结构及在食品加工和保健方面的应用价值

1.3果实中花色素苷的生物合成

1.3.1花色素苷合成途径中的结构基因（sturcture gene)

1.3.2花色素苷合成的调节基因(control gene)

1.3.3环境和其他因素对花色素苷合成的影响

1.4果实中花色素苷的测定方法

1.5李果实着色机理研究进展

1.6立项意义及研究内容

第二章李果实中花色素苷测定方法的确立

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2方法

2.2结果与分析

2.2.1花色素苷提取的正交试验

2.2.2标准曲线

2.2.3精密度试验

2.2.4重复性试验

2.2.5稳定性试验

2.2.6回收率测定

2.2.7不同品种李果皮中花色素苷含量

2.3讨论与结论

第三章李果实发育过程中花色素合成及相关酶活性

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2方法

3.2结果与分析

3.2.1果皮中花色素苷含量变化

3.2.2果皮中相关酶活性变化

3.3讨论

第四章套袋遮光对李果实色泽形成的影响及机理探讨

4.1材料与方法

4.1.1试材与方法

4.1.2测定方法

4.2结果与分析

4.2.1不同果袋对果皮色泽的影响

4.2.2不同果袋对李果皮花色素苷含量的影响

4.2.3不同果袋对果肉、果皮中糖酸含量的影响

4.2.4不同果袋对花色素苷合成途径中酶活性的影响

4.3讨论

4.4结论

第五章乙烯对花色素苷合成的影响

5.1材料与方法

5.1.1材料

5.1.2方法

5.2结果与分析

5.2.1乙烯利对离体幼果花色素苷合成的影响

5.2.2乙烯利树喷对不同发育时期李果实花色素苷合成及酶活性的影响

5.2.3转色前树喷乙烯利对李果实花色素苷合成的影响

5.2.4乙烯对紫琥珀李果皮中酸含量的影响

5.2.5乙烯利对果实中ABA含量的影响

3讨论

第六章果皮中酸含量与李花色素苷合成的关系初探

6.1材料与方法

6.1.1材料

6.1.2方法

6.2结果与分析

6.2.1果皮中花色素苷含量变化趋势

6.2.2果皮中苹果酸含量变化

6.2.3苹果酸代谢相关酶活性变化

6.2.4外源有机酸对紫琥珀李果实着色的影响

6.3讨论

第七章温度对李果实采后花色素苷合成的影响

7.1材料与方法

7.1.1材料

7.1.2方法

7.2结果与分析

7.2.1温度对李花色素苷含量变化的影响

7.2.2温度对李果肉苹果酸和pH值的影响

7.2.3温度对李采后糖含量的影响

7.3讨论

第八章结论与讨论

参考文献

博士学习期间完成的科研项目和发表的论文

致谢