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猕猴桃果实抗坏血酸形成的生理机理研究

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猕猴桃果实抗坏血酸形成的生理机理研究

发布日期:2019-04-15 作者: 点击:

   抗坏血酸(L-ascorbic acid, AsA)即维生素C,是生物体内普遍存在的一类己糖内脂化合物,是一种重要的抗氧化剂和酶的辅因子。

    在植物抗氧化、光合保护、细胞的分裂、生长及信号传递等方面都具有重要功能。猕猴桃属(Actinidia)植物全世界有66个种,约118个种下分类单位(变种、变型)。

    猕猴桃果实营养丰富,有“Vc之王”之称。但猕猴桃种间AsA含量存在较大的差异,目前对其差异原因尚不清楚。本文以不同基因型的猕猴桃成熟期果实及不同发育期的美味猕猴桃和毛花猕猴桃果实为实验材料,对其抗坏血酸水平、氧化还原状态和抗坏血酸代谢相关酶活性、抗坏血酸降解情况进行了研究,以期为揭示猕猴桃果实抗坏血酸形成机理提供理论依据。


    取得的研究成果主要有:


    1.对11个种,16个不同基因型的猕猴桃果实进行了AsA和谷胱甘肽(GSH)含量及氧化还原状态的测定,结果发现猕猴桃属不同种间及同一种内不同品种间的抗坏血酸和谷胱甘肽水平存在很大的差异,表现出明显的多样性。果实总抗坏血酸(T-AsA)和AsA含量平均分别为25.61和24.18μmol·g~(-1)。毛花猕猴桃的T-AsA含量最高,为94.47μmol·g~(-1),是漓江猕猴桃的58.1倍(1.63μmol·g~(-1))。总谷胱甘肽(T-GSH)和GSH含量平均分别为0.32和0.24μmol·g~(-1),T-GSH含量最高的为大籽猕猴桃(0.39μmol·g~(-1)),是‘秦美’猕猴桃(0.28μmol·g~(-1))的1.4倍。GSH和AsA含量间不存在相关性。T-AsA含量与AsA/DHA比值呈极显著正相关,这表明抗坏血酸的氧化还原状态对抗坏血酸总量的积累和维持有重要作用。


    2.测定了8个不同基因型猕猴桃果实中AsA合成酶L-半乳糖酸~(-1),4-内酯脱氢酶(GalLDH)和AsA-GSH循环相关酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)、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)活性,发现T-AsA与GalLDH,DHAR和MDHAR活性存在极显著的相关性,与APX活性存在显著相关性,相关系数分别为0.974、0.991、0.986和0.825。AsA/DHA比值与GalLDH、DHAR和MDHAR活性也存在极显著的相关性,与APX活性显著相关,相关系数分别为0.996、0.994和0.968。这表明猕猴桃果实中的AsA含量高低不仅与合成呈正相关,而且也与再生能力有关。


    3。对毛花猕猴桃和美味猕猴桃果实生长发育期的AsA水平变化进行了测定。结果发现两者虽然AsA水平差异较大,但AsA水平的变化趋势相似。在美味猕猴桃果实生长发育过程中,花后开始单位鲜重的AsA含量明显增加,在花后30 d达到最高后开始下降,花后75 d后基本保持不变。就整个果实中总的AsA积累量而言,花后开始显著增加,到45 d达到最大值后至成熟基本保持不变。这表明猕猴桃果实的AsA积累主要发生在幼果期。GSH随着果实发育在花后120 d前其含量及积累量均有增加,但积累也主要发生在幼果期。可溶性总糖、还原糖、淀粉及单体糖果糖、蔗糖和葡萄糖含量与AsA的变化模式均不存在相关性,但在花后45 d之前的幼果期蔗糖和淀粉的变化模式与AsA含量有着相似性,说明蔗糖可能与幼果期猕猴桃果实中AsA的合成有一定的关系。AsA可能降解物草酸(OA)含量的变化与H_2O_2含量和APX活性的变化相似,均在花后开始显著下降,到花后30 d后变化不大;而酒石酸(TA)含量的变化趋势与AsA一致。GalLDH和GLDH活性与AsA含量存在显著相关性,对猕猴桃果实发育过程中AsA积累具有重要作用。抗AO、MDHAR和DHAR的活性变化基本一致,均在花后开始显著升高,60 d达到最大活性后迅速下降,在90 d后至成熟基本保持不变。


    4.通过比较正常条件、高温灭活和真空3种处理条件下猕猴桃果实匀浆中AsA水平的变化发现,抗坏血酸降解过程为需氧过程。通过高温灭活使细胞酶失活可以有效减缓抗坏血酸的降解,说明AsA降解以酶促反应为主。猕猴桃果实中AsA的降解过程伴随着TA含量的增加。但猕猴桃果实中AsA的降解产物是否为OA和TA及其降解过程尚需进一步研究。


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关键词:猕猴桃苗,红心猕猴桃苗,猕猴桃种苗

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