脐红猕猴桃果实花青苷积累规律及其对环境因子的响应

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红肉猕猴桃中花青苷的积累使果实呈现出放射状红色,提高了猕猴桃营养和商品价值。目前,花青苷的积累已成为衡量红肉猕猴桃果实品质的重要指标,是当前猕猴桃育种改良的重要方向。在实际生产中发现红肉猕猴桃的果实品质更易受到光照、温度、湿度等环境的影响,花青苷在猕猴桃响应环境变化的过程中也起到一定的作用。为了探究红肉品种猕猴桃果实品质与外界环境之间的关系,本试验以不同发育时期的‘脐红’果实为试材,记录其表型、果实重量和横纵径变化,以及内外果皮的叶绿素、类胡萝卜素和花青苷的种类及其含量变化,分析2015-2020年6月到9月陕西眉县地区的气象数据,包括温度、湿度、日照时数和降雨量,选取气候差异较大两年的果实为试材,比较这两年猕猴桃果实着色关键时期花青苷含量变化,分析花青苷合成途径相关基因表达模式的差异,结合环境因子进行相关性分析,研究花青苷生物合成与环境因子之间的关系,以期在生产实践中采取适当措施促进猕猴桃适应不同的生长环境,保持好的果实品质,同时为猕猴桃育种和色泽改良提供更多的理论依据。主要研究结果如下:1.脐红猕猴桃内果皮中放射状红色形成的主要原因就是由于内果皮花青苷的积累,外果皮几乎不合成花青苷。其内果皮在花后65 d时开始积累花青苷,在花后65 d-125d花青苷快速积累,采收时花青苷含量稳定。成熟状态下的脐红猕猴桃内果皮花青苷主要由4种组分组成,其最主要的成分是矢车菊-3-O-木糖半乳糖苷,其次是飞燕草-3-O-半乳糖苷,最后是矢车菊-3-O-半乳糖和矢车菊-3-O-葡萄糖苷,含量相对较低。2.在果实发育过程中,内外果皮中类胡萝卜素和叶绿素含量整体呈现下降趋势,且在外果皮中的含量始终高于内果皮。两者都是从成熟时(花后145 d)开始快速降解,这与外果皮色差值h°的变化趋势一致,与果实表型图S7-S9时期外果皮由绿色变为黄色相吻合,这说明外果皮颜色的转变可能主要是由于叶绿素的大量降解从而导致类胡萝卜素颜色的显现。3.通过对陕西省宝鸡市眉县2015-2020年6-9月份温度、相对湿度、光照和降雨量等气象数据详细分析比较得出2015年与2020年在7月到8月期间气候的差异最大。其果实花青苷积累存在差异,主要与Ac DFR、Ac UFGT、Ac F3H、Acb HLH1、Ac GST、Ac ANS和Ac CHS等花青苷合成相关基因的表达差异有关。通过主要环境因子与脐红猕猴桃果实花青苷及其合成相关基因的相关性分析,发现温度是脐红猕猴桃果实花青苷积累过程中影响显著的气候因子。
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