棗和酸棗果實(shí)抗壞血酸代謝機(jī)制研究.pdf

1、抗壞血酸(L-ascorbic acid，AsA)，亦稱維生素C，是人類生長發(fā)育不可或缺的重要物質(zhì)，但人類自身不能合成抗壞血酸，必須通過食物來獲取，植物是人們獲取抗壞血酸的主要來源。棗（Ziziphus jujubaMill.）和酸棗(ZiziphusacidojujubaC.Y.Cheng et M.J.Liu)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬（Ziziphus Mill.）植物，其果實(shí)以富含維生素C著稱。本文以3個(gè)棗品種（‘金絲

2、小棗’、‘贊皇大棗’、‘冬棗’）和1個(gè)酸棗類型（‘邢臺(tái)0608’）為試材，從形態(tài)、生理生化及分子等不同水平系統(tǒng)研究了果實(shí)發(fā)育過程中AsA積累及代謝規(guī)律，旨在深入揭示其高效積累機(jī)制，為棗和其他果樹果實(shí)AsA合成的生理調(diào)控及分子育種提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)果如下:
　　1.利用高效液相色譜技術(shù)測定了棗和酸棗果實(shí)中AsA的含量。在果實(shí)發(fā)育過程中，‘邢臺(tái)0608’、‘金絲小棗’和‘冬棗’果實(shí)AsA含量在白熟期或半紅期降到最低，在全紅期又有所升

3、高;而在‘贊皇大棗’中，AsA含量隨著果實(shí)的生長發(fā)育而逐漸下降。在棗和酸棗全紅期，以酸棗AsA含量最高為1330 mg/100g FW，3個(gè)棗品種AsA含量依次為金絲小棗705 mg/100g FW，冬棗481 mg/100g FW和贊皇大棗444 mg/100gFW。
　　2.利用同源克隆技術(shù)，克隆獲得了棗中8個(gè)AsA合成代謝相關(guān)基因，分別為:GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(ZjGMP)，該基因包含1086bp的ORF，編碼361

4、個(gè)氨基酸，登錄號(hào)為KJ934995; GDP-甘露糖-3'，5'-差向異構(gòu)酶基因(ZjGME)，包含1131bp的ORF，編碼376個(gè)氨基酸;磷酸二酯酶基因(ZjGGP)，包含1338bp的ORF，編碼445個(gè)氨基酸;L-半乳糖-1-磷酸磷酸酶基因(ZjGPP)，包含813bp的ORF，編碼270個(gè)氨基酸，登錄號(hào)為KJ739593;L-半乳糖脫氫酶基因(ZjGLDH)，包含1785bP的ORF，編碼594個(gè)氨基酸;抗壞血酸氧化酶基因(Z

5、jAO)，包含1776bp的ORF，編碼591個(gè)氨基酸;脫氫抗壞血酸還原酶基因(ZjDHAR)，包含639bp的ORF，編碼212個(gè)氨基酸;單脫氫抗壞血酸還原酶基因(ZjMDHAR)，包含1305bp的ORF，編碼434個(gè)氨基酸。生物信息學(xué)分析表明，這些基因的氨基酸序列與其他植物同源基因的相似性較高，具有相對保守的功能結(jié)構(gòu)域。
　　3.利用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)，分析了棗和酸棗果實(shí)發(fā)育中9個(gè)AsA合成代謝相關(guān)基因的表達(dá)，其中L-半乳糖

6、途徑中的L-半乳糖-1，4-內(nèi)酯脫氫酶基因(GLDH)的表達(dá)變化與AsA的積累變化一致性最高。
　　4.利用紫外分光光度法，分析了棗和酸棗果實(shí)發(fā)育中GLDH、APX、AO、MDHAR和DHAR酶活性的變化。在酸棗中，這5個(gè)酶活性均比棗中的高，其中酸棗中合成與再生酶更高的活性可能是其AsA含量高于棗的原因;‘邢臺(tái)0608’、‘金絲小棗’、‘贊皇大棗’中GLDH的活性變化相似，在幼果期活性較低，白熟前期達(dá)到最高，之后又下降，而在冬棗中

7、其活性在白熟期達(dá)到最高，半紅期迅速下降，在全紅期又有所升高;在所有供試材料中，APX和AO活性均隨著果實(shí)發(fā)育呈整體上升趨勢，且APX酶活性高于AO活性;‘邢臺(tái)0608’和‘冬棗’中MDHAR的酶活隨著果實(shí)發(fā)育都呈“M”型變化趨勢，在金絲小棗中MDHAR的活性在呈“先升后降“趨勢，半紅期最高;贊皇大棗中MDHAR活性呈“先降后升再降”趨勢。DHAR活性在棗和酸棗果實(shí)發(fā)育中比較穩(wěn)定，沒有顯著變化。
　　綜上，在果實(shí)發(fā)育過程中，棗和酸棗