牡丹油脂品质形成机理的研究

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1、分类号UDC密级编号硕士学位论文牡丹油脂品质形成机理的研究StudyonFormationMechanismofOilQualityinTreePeonySeed学位申请人：马雪情指导教师：史国安教授一级学科：生物学二级学科：生物化学与分子生物学学位类别：理学硕士2015年06月独创性声明本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下完成的研究工作及取得的研究成果。据我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得河南科技大学或其它教育机构的其他学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡

2、献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：摘要摘要本文选取8年生牡丹栽培种‘凤丹白’为试验材料，观察了荚果和籽粒发育特性，分析了主要营养物质的转化规律，测定了脂肪酸组分和相关酶活性及籽粒代谢组学，以期为油用牡丹生产与籽油的开发利用提供科学依据。结论如下：(1)牡丹籽粒生长成熟可以划分为四个阶段，即受精与籽粒形成期(S1)、荚果与籽粒快速生长期(S2)、籽粒内含物充实转化期(S3)、荚果与种子脱水成熟期(S4)。其中，S1是牡丹籽粒数目形成的关键时期，而S2和S3决定着牡丹荚果库容的大小，S4决定着牡丹籽粒的最终产量和籽粒油脂品质。牡丹荚

3、果进入脱水期，荚果与籽粒的体积和质量达到最高，内含物转化基本完成。这期间果荚皮褪绿变黄脱水、籽粒由黄褐色向黑褐色转变，至花后110~115d荚果开裂发生落粒现象，此阶段粗脂肪含量略有下降。荚果开裂发生的落粒现象，容易造成不必要的经济损失和采收困难。建议生产上应在荚果开裂落粒前进行采收，以便实现高产优质的目的。(2)牡丹种子属于油脂类种子，主要营养物质为糖、蛋白质和脂肪。随着种子的成熟，水分含量随有机质积累量的增多而减少。荚果与种子脱水成熟期(S4)前，籽粒含水量和粗脂肪含量呈极显著负相关(R=-0.884**)；籽粒内含物充实转化期(S3)前，籽粒含水量

4、较高。伴随籽粒中淀粉、蛋白质等主要营养物质的积累，牡丹荚果含水量呈下降趋势并趋于稳定，籽粒有机物代谢转向三酰甘油等物质的积累与转化；可溶性糖与粗脂肪积累呈显著负相关(R=-0.935*)，说明在牡丹籽粒成熟期间可溶性糖大量转化为三酰甘油，粗脂肪快速积累。叶片叶绿素含量明显增加，与籽粒和果荚皮可溶性糖、籽粒游离氨基酸均为极显著正相关(R=0.705**，0.816**，0.748**)。果荚皮叶绿素在油分积累之前也快速积累，说明果荚皮也具有光合作用，光合产物主要以糖的形式转运到籽粒中。(3)随着牡丹籽粒成熟，种子中主要脂肪酸为不饱和脂肪酸，含量高达92.2

5、8%。其中油酸与亚油酸的相对含量整体呈增加趋势，与亚麻酸均为极显著负相关(R=-0.865**和R=-0.916**)，与棕榈酸显著负相关(R=-0.917*和R=-0.675*)。饱和脂肪酸主要是棕榈酸和硬脂酸，棕榈酸相对含量略有减少。不饱和脂肪酸与棕榈酸为极显著负相关(R=-0.974**)，说明牡丹籽粒中脂肪酸组分间的转化有着复杂的内在联系。在油分快速积累阶段，异柠檬酸脱氢酶(IDH)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)、异柠檬酸裂解酶(ICL)、焦磷酸酶(PPase)、丙酮酸脱氢酶(PDH)活性与粗脂肪的变化趋势一致。籽粒发育过程中G6PDH活性

6、与籽粒中淀粉和蛋白质含量呈显著正相关(R=0.570*，0.536*)；PPase活性与籽粒可溶I摘要性蛋白含量为极显著负相关(R=-0.725**)；ICL活性与籽粒可溶性糖和游离氨基酸均呈显著正相关(R=0.659*，0.577*)。(4)牡丹籽粒代谢组共检测出195种化合物。由原始数据热图看出，部分碳水化合物明显减少，如蔗糖(S)，果糖-6-磷酸(F6P)，UDP-葡萄糖(UDPG)等在授粉与籽粒形成期含量最高，而后随着肌醇半乳糖苷(galactinol)的急剧增加而降低。大部分氨基酸随着种子发育而不断减少，特别是在发育后期游离氨基酸快速减少；芳香

7、类氨基酸丙氨酸(alanine)在S2阶段达到最大值，色氨酸(typtophan)和酪氨酸(tyrosine)在S3阶段达到最大值，随后均在S4阶段下降。发育前期1-硬脂酸甘油酯(1-stearoylglycerol)积累较多；油酸盐(oleate)在籽粒内含物充实转化期积累较多，籽粒成熟期略有降低；1-亚油酸甘油酯(1-linoleoylgylcerol)和2-亚油酸甘油酯(2-linoleoylgylcerol)在籽粒形成期含量较高，后三个时期略有降低但变化不显著；亚麻酸盐(linolenate)呈现先升高后下降的趋势，但总体水平显著高于其他不饱和脂

8、肪酸。抗氧化物质γ-维生素E和δ-维生素E、抗坏血酸盐和还原型谷胱甘肽分别在籽粒