甘蓝型黄籽和黑籽油菜种皮色素差异机理研究

来源 :西南农业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:vitor330
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自从1975年甘蓝型黄籽油菜首次在中国被发现以来,培育出了一系列品质优良的甘蓝型黄籽油菜。与同等来源的黑籽油菜相比,黄籽油菜具有一系列明显的优点:种皮较薄、皮壳率较低、菜饼蛋白质含量较高,榨出的油色较浅,含油量毫不例外地比褐、黑籽的含油量高2~3%,最高可达5%等。但是,黄籽油菜的黄籽度和黄籽率较低和不稳定,而且籽粒外观性状差,尤其是种皮色泽对油品质的影响较大,使得黄籽油菜的大面积推广在很大程度上受到限制。到目前为止,关于甘蓝型油菜种皮色泽及其变化规律方面的研究工作甚少。 本研究论文选用了具有近等基因的甘蓝型与芥菜型组合杂交后代、甘蓝型与白菜型组合的杂交后代、甘蓝型与埃塞俄比亚芥组合的杂交后代等为实验材料;利用紫外光谱和液相等现代分析仪器和实验手段,对所选材料种皮中的各种色素成分进行提取和鉴定、跟踪了种皮中各种色素的含量、与色素合成相关的关键酶的活力、种皮的游离氨基酸和总氨基酸、蛋白质含量随着种子发育过程中的变化情况,并对所测结果进行了方差分析、差异显著性分析和相关分析,得出了很多有价值的研究结果,这些结果在甘蓝型油菜种皮色泽差异研究方面的研究都是前人所未报道过的。本文的研究结果如下: 1.本文采用了先用脂溶性较强的有机溶剂→水溶性较强的有机溶剂→无机溶剂等分步提取的方法,将油菜种皮中的色素全部提取完毕。利用紫外扫描和高效液相色谱等分析手段,确定了从种皮中提取的色素主要是叶绿素(a和b)、叶黄素、多酚、花色素、类黄酮和黑色素等六大类。根据最后用无机溶剂提取的结果,认为影响黑籽和黄籽色泽差异的色素主要是黑色素。 2.以甘蓝型×芥菜型组合后代(包括黑籽和黄籽,它们分别记为4B与4Y);甘蓝型×白菜型组合后代(包括黑籽和黄籽,它们分别记为7B与7Y);甘蓝型×埃塞俄比亚芥的组合后代(包括黑籽和黄籽,它们分别记为8B与8Y)为材料,研究了这六大类色素在种子发育过程的含量变化情况,结果表明:(1)不同遗传背景和不同的生长发育时期,叶绿素a含量的变化均达到了极显著差异水平;黑籽与黄籽种皮的叶绿素a的差异不显著。(2)不同发育时期,叶绿素b含量的变化达到了极显著差异水平;黑籽与黄籽之间的差异不显著。(3)不同遗传背景,叶黄素含量的差异达到了极显著水平;黄籽和黑籽之间叶黄素含量的差异不大,说明叶黄素对黑籽和黄籽油菜种皮色泽的影响不酉审职地大学谆士学位论文 幻婴大。 (4)种皮中多酚含量先增加,在第30~35大时达到最大值,然后多酚含量逐渐下降,变化幅度达到了极显著差异水平;不同遗传背景的油菜,多酚含量的差异不显著:黑籽和黄籽油菜多酚含量的差异达到了极显著水平。 (5)不同遗传背景、不同发育阶段、以及不同颜色的油菜,类黄酮含量的差异均较大,达到(极)显著水平;说明黑籽与黄籽色泽的差异与类黄酮的含量差异有关。 (6)不同遗传背景、不同发育阶段、以及不同颜色的油菜,花色素差异均很大,达到了(极)显著差异水平。 阿)黄籽油菜在整个发育时期,黑色素的含量很少而且增加缓慢:黑籽油菜在种子发育的前期,黑色素增加缓慢,后期黑色素迅速增加;到种子成熟时,是同时期的黄籽材料的6倍多。说明在种子成熟后,黑籽与黄籽种皮色泽的差异主要由黑色素的差异所引起的。 3,种皮中的酶在种子发育过程中,也发生较大的变化: (l)多酚氧化酶(PPO):PPO活力表现为逐渐增加,在第30~35天时达到最大值,然后逐渐下降:呷己活力的变化幅度达到了极显著水平;不同遗传背景,PPO活力差异不显著;黑籽种皮中的多酚氧化酶的活力高于黄籽,这一差异也达到了极显著水平。PPO $活力的大小是影响多酚的含量,进而造成黑籽和黄籽种皮色泽差异的原因之一。 u)苯丙氨酸解氨酶(PAL人 种皮中 PAL活力逐渐增大;达到最大值后,PAL的活力又逐渐下降。对于黄籽和黑籽油菜来说,它们之间的PAL酶活力差异达到了显著差异水平;黑籽的PAL活力普遍高于黄籽油菜;种皮中PAL的活力随着时间的变化趋势,与种皮中花色素的变化趋势相似。 (3)酪氨酸酶:无论是黄籽还是黑籽油菜,尽管遗传背景不同,发育的前期酪氨酸酶均缓慢增加,黄籽的酪氨酸酶到第40~45天后开始下降,黑籽的酪氨酸酶在第35~40天后却大幅度上升,差异达到了极显著水平。 4.种皮中的总氨基酸、游离氨基酸和蛋白质含量的研究结果表明:黄籽和黑籽油菜种皮中,总氨基酸的差异不大,浙离氨基酸的差异较大;其中,主要酪氨酸、苯丙氨酸和组氨酸的差异大,达到(极)显著水平。 5.相关性分析的结果表明: 门)色素之间:不同遗传来源的黑籽油菜之间,花色素与其它色素之间的相关性不显著;黄籽油菜之间,花色素则主要与叶绿素a和b以及类黄酮表现出显著或极显著正相关。黑色素主要与叶绿素a和b、多酚和花色素呈显
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