柑橘三倍体群体果实抗氧化性及黄烷酮糖苷代谢特点评价

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tcy789
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柑橘栽培面积广,是世界上重要的经济类水果。柑橘果实含有大量类黄酮,其中黄烷酮糖苷含量最为丰富,具有较强的抗氧化活性。黄烷酮糖苷包括有苦味的黄烷酮新橘皮糖苷(Neohesperidoside,NEO)和无苦味的黄烷酮芸香糖苷(Rutinoside,RUT),苦味是柑橘果实风味的重要组成部分,含量高低直接影响消费者的购买意愿。三倍体果实因无核、性状优良深受消费者喜爱。本课题组前期基于倍性杂交,创制了大批柑橘三倍体新种质,但其抗氧化活性及黄烷酮糖苷,包括具有苦味的NEO代谢特点尚未系统评价。因此,本研究基于前期以二倍体HB柚和‘默科特’橘橙(MCK)为母本,异源四倍体体细胞杂种SD、NS和NH为父本,创制的5个三倍体群体为材料,对其抗氧化活性及黄烷酮糖苷代谢特点进行系统评价,以期筛选综合性状优、抗氧化活性高且苦味物质含量低的三倍体单株;同时希望揭示三倍体果实类黄酮代谢特点,为未来柑橘三倍体育种亲本选配奠定理论基础。主要研究结果如下:1.三倍体群体果实抗氧化活性及总酚含量测定。利用分光光度法测定三倍体群体汁胞抗氧化活性和总酚含量,结果表明,MCK×SD和MCK×NS(分别简称MSD和MNS)杂交组合抗氧化活性指数(antioxidant potency composite,APC)和总酚含量均高于亲本或介于亲本之间且多数高于中亲值;HB×SD和HB×NS(分别简称HSD和HNS)杂交组合APC和总酚含量均低于亲本或介于亲本之间且多数低于中亲值;HB×NH(简称HNH)杂交组合APC和总酚含量80%以上介于亲本之间或低于亲本。以MCK为母本的杂交组合抗氧化活性和总酚含量明显高于以HB柚为母本的杂交组合,表明母本对三倍体群体抗氧化活性和总酚含量影响较大,且三倍体群体抗氧化活性越强,其总酚含量越高。2.三倍体群体果实黄烷酮糖苷代谢特点。利用超高效液相色谱(UPLC)测定三倍体群体汁胞黄烷酮糖苷含量,结果表明,MSD和MNS杂交组合所有三倍体群体汁胞中检测到的黄烷酮糖苷与亲本一致,均为非苦味的RUT,包括柚皮芸香苷、橙皮苷和香风草苷,且均以积累橙皮苷为主;定量分析显示,橙皮苷、柚皮芸香苷、香风草苷和总黄烷酮糖苷含量在2个组合的三倍体群体中,全部或大多数高于亲本或介于亲本之间且多数高于中亲值。HSD、HNS和HNH杂交组合三倍体群体果实中共检测到8种黄烷酮糖苷,其中4种为具有苦味的NEO,即新圣草次苷、柚皮苷、新橙皮苷和枸橘苷,4种为无苦味的RUT,即圣草次苷、柚皮芸香苷、橙皮苷和香风草苷,且它们均以积累柚皮苷为主,柚皮芸香苷、橙皮苷和新橙皮苷次之,其余4种黄烷酮糖苷含量极低,无法定量分析。对上述4种黄烷酮糖苷在三倍体群体果实中的含量进行定量分析,显示柚皮苷、柚皮芸香苷、橙皮苷、新橙皮苷及总黄烷酮糖苷在三倍体群体的含量全部或大多数低于亲本或介于亲本之间且多数低于中亲值。以MCK为母本的三倍体群体汁胞中的黄烷酮糖苷含量显著高于以HB柚为母本的三倍体群体,推测杂交母本对三倍体群体黄烷酮糖苷含量的积累影响较大,为未来柑橘倍性杂交育种亲本选配提供了参考依据。3.基因剂量效应与柑橘三倍体群体果实差异积累黄烷酮糖苷的关系探讨。前人研究已证明,柑橘果实中具有苦味的NEO和无苦味的RUT分别由1,2-鼠李糖基转移酶(1,2Rha T)和1,6-鼠李糖基转移酶(1,6Rha T)直接催化合成。本研究通过扩增1,2Rha T和1,6Rha T基因,分析了其基因型和表达量与三倍体群体果实黄烷酮糖苷差异积累的关系。基因分型表明,三倍体群体均能明显聚成2或3类基因型,但黄烷酮糖苷含量高的单株,其基因型不一样,尚不能确定基因型与黄烷酮糖苷含量是否存在相关性。提取三倍体群体汁胞RNA,反转录成c DNA,利用q PCR分析1,2Rha T和1,6Rha T基因表达量,表明黄烷酮糖苷含量高的单株,其基因表达量高低不一,无明显规律,推测黄烷酮糖苷含量高低可能与1,2Rha T和1,6Rha T基因表达量无关。综上所述,本研究系统评价了5个三倍体群体果实的抗氧化活性和黄烷酮糖苷的代谢特点,初步筛选出抗氧化性强、总酚和黄烷酮糖苷含量丰富的三倍体16株,为柑橘三倍体新品种选育奠定了材料和理论基础,指导倍性杂交中亲本选配,助力柑橘三倍体无核育种。
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