蓝靛果忍冬果实成熟过程中的花青苷积累机制研究

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1、硕士学位论文蓝靛果忍冬果实成熟过程中的花青苷积累机制研究STUDIESONTHEMECHNISMOFANTHOCYANINACCUMULATIONDURINGFRUITRIPENINGOFLONICERAEDULIS杨楠哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：Q786学校代码：10213国际图书分类号：577密级：公开工学硕士学位论文蓝靛果忍冬果实成熟过程中的花青苷积累机制研究硕士研究生：杨楠导师：崔杰申请学位：工学硕士学科：食品科学与工程所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:Q786U.D.C.:577Disser

2、tationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDIESONTHEMECHNISMOFANTHOCYANINACCUMULATIONDURINGFRUITRIPENINGOFLONICERAEDULISCandidate:NanYangSupervisor:JieCuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:FoodScienceandEngineeringAffiliation:SchoolofChemistryandChemicalEngineeringDateofDefence:Ju

3、ne,2018Degree-Conferring-Institute：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要植物色素花青苷不仅是果实成熟的标志，而且它还是果实成熟过程中重要的次级代谢产物，在生物功能活性上具有极其重要的意义。蓝靛果忍冬相较于其他植物含有丰富的花青苷，因而受到各国学者的高度重视。近年来，各国学者对蓝靛果忍冬花青苷的研究主要集中在其生物功能活性的开发和利用方面，在其时空合成机制方面已有深入的研究，但是针对蓝靛果忍冬果实中花青苷合成的分子调控机制等若干关键领域研究尚不深入，相关基因信息鲜有报道。研究蓝靛果忍冬在不同生长阶段的花青苷

4、合成积累机制，从分子水平上认识花青苷的合成机理，对筛选和培育高含量花青苷的蓝靛果忍冬品种意义重大。本研究针对不同品种(野生型“上甘岭”、加拿大引进品种“BlueSky”、“BlueForest”、“BluePacific”、“BlueVelvet”)不同成熟阶段的蓝靛果忍冬果实采用溶剂浸提法结合pH示差法检测总花青苷的含量、采用斐林试剂法检测总可溶性糖含量、通过ELISA法测定花青苷合成途径中的关键酶酶活性、采用LC-ESI-MS/MS方法分析花青苷中间代谢产物的含量、利用荧光定量PCR技术检测结构基因的相对表达量。获得如下结果：（1）五个品种在成熟期的总花青苷含量分别为：75.24mg/

5、100g、263.00mg/100g、253.73mg/100g、127.28mg/100g、242.22mg/100g；（2）五个蓝靛果忍冬品种在成熟期的总可溶性糖含量分别为：2.91%、3.11%、1.98%、3.55%、2.31%，表明蓝靛果忍冬属于低糖型水果，且可溶性糖的积累促进了花青苷的合成；（3）LC-ESI-MS/MS法重点对加拿大引进品种6号“BlueSky”、加拿大引进品种9号“BlueForest”果实成熟的五个时期中的花青苷合成途径中九种代谢产物的含量进行检测。结果表明L-苯丙氨酸、肉桂酸、4-香豆酸、双氢槲皮素、矢车菊素、矢车菊素3-O-葡萄糖苷是蓝靛果忍冬果实成熟

6、各个时期主要的中间代谢产物。并且在蓝靛果忍冬中，矢车菊素与糖类结合转变成矢车菊色素3-O-葡萄糖苷的过程是从3期半转色期开始进行的，该过程十分迅速；（4）蓝靛果忍冬中花青苷合成途径中的九个结构基因中大部分的结构基因在不同时期的相对表达量呈现先升后降的正态分布规律，即在3期半转色期高效表达随后下降，这表明大部分的结构基因高效表达是在蓝靛果忍冬果实开始着色的阶段；（5）PAL、F3H和DFR三个酶在蓝靛果忍冬花青苷的生物合成过程中发挥着I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键的作用。PAL在果实成熟各个时期均表现出较高的活性，且与PAL基因表达量呈相似的趋势，但并非绝对的正相关。F3H和DFR可能

7、是导致花青苷生物合成受阻的关键结构基因，且F3H、DFR的作用时期主要在果实成熟的后期。关键词：蓝靛果忍冬；花青苷；生物合成途径；结构基因；中间代谢产物II哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheplantpigmentanthocyaninisnotonlyasignoffruitripening,butalsoanimportantsecondarymetaboliteintheprocessoffrui