论文部分内容阅读
血橙（Citrus sinensis L. Osbeck）属于甜橙类，滋味浓郁，酸甜可口，肉质细嫩，散发独特的玫瑰香气，并且是柑橘中唯一含花色苷的品种。血橙中因含有丰富的抗坏血酸、多酚、类黄酮以及羟基肉桂酸等活性化合物而具有较高的营养价值，深受消费者喜欢。花色苷是一类广泛的存在于花卉、蔬菜、水果、谷物中的水溶性色素，属于黄酮类化合物。花色苷的含量对血橙果实品质以及商业价值具有决定性的作用。血橙花色苷的积累需要较大的昼夜温差，热带和亚热带气候地区生长的血橙花色苷含量普遍不高，且果实着色不均匀，严重影响血橙的商业价值。本文旨在通过探讨塔罗科血橙花色苷积累规律和调控机制为血橙优质生产提供理论依据，达到提高血橙商业价值的目的。
试验以塔罗科血橙为材料，分析了成熟期（花后200-324 d）血橙果实花色苷含量、花色苷合成相关基因表达量、可溶性糖、有机酸含量的动态变化以及相关性；考察了采前黄腐酸处理对成熟期血橙花色苷积累的调控效应以及作用机理；初步探索了采后草酸处理对贮藏期间血橙花色苷积累的调控机制。综合以上试验内容及数据分析，主要结果如下：
（1）在血橙成熟期（花后200-324 d），果实中的花色苷含量呈逐渐上升的趋势。在花后261 d开始在血橙汁中检测到花色苷，花后276-293 d是血橙果实花色苷的快速积累时期，在这个期间血橙汁中的花色苷日均提高0.55 mg/L。至花后324 d，血橙汁中的花色苷含量为19.28 mg/L。4CL、CHS、F3H、F3’5’H、DFR、ANS、UFGT、GST基因是调控血橙果实花色苷积累的核心结构基因，Ruby转录因子是调控血橙果实花色苷合成的关键转录因子。成熟期血橙果实中的花色苷含量与果糖、葡萄糖正相关性达到极显著，相关系数分别为0.810和0.799。成熟期血橙果实中果糖、葡萄糖的积累可能是促进花色苷合成以及果实着色的重要原因。
（2）在花后230 d叶面喷施黄腐酸能显著促进血橙成熟期花色苷的积累以及果实着色。至花后324 d，经过黄腐酸处理的血橙果汁中的花色苷含量为48.92mg/L，约为对照组的2.5倍。采前黄腐酸处理显著激活了4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST基因的表达，推测这六个基因可能是黄腐酸调控血橙花色苷合成的核心结构基因，Ruby基因是黄腐酸调控血橙果实花色苷生物合成的关键转录因子；采前黄腐酸处理诱导F3’5’H、ANS、GST以及UFGT四个基因表达峰值出现的时间提前了32 d，同时F3H基因的表达峰值也提前了15 d；采前黄腐酸处理使果实中的类黄酮代谢途径朝着花色苷的方向进行，同时上调了花色苷生物合成途径下游结构基因ANS、GST以及UFGT的表达，为无色的花青素转变为花色苷创造了物质条件。
（3）采前黄腐酸处理显著促进了成熟期血橙果实中果糖、葡萄糖、蔗糖的积累。黄腐酸可能是通过提高血橙果实中的蔗糖、葡萄糖、果糖含量使总糖含量增大，进而使果实中合成花色苷的底物增多，或是通过提高血橙中可溶性糖的含量激活了花色苷合成相关的信号转导途径，诱导Ruby、4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST基因的上调表达从而达到增加血橙果实花色苷含量的效果。
（4）采后适宜浓度的草酸处理可以显著提高血橙在贮藏过程中的花色苷含量。采后草酸处理可以促进血橙果实Ruby基因的转录，进而调节花色苷合成结构基因的表达，且调控的关键点位于包括PAL，C4H和F3’5’H在内的花色苷合成的前期阶段，即将苯丙氨酸转化为二氢黄酮醇的阶段。
（5）采后草酸处理延缓了血橙果实果糖、葡萄糖、蔗糖的代谢速率，增加了果实中的总糖含量从而改善了果实的品质。草酸处理能够提高果实中花色苷含量可能是因为草酸处理提高了果实中花色苷合成相关基因的表达量，或是因为草酸处理提高了果实中可溶性糖（果糖、葡萄糖、蔗糖）的含量从而间接促进了果实中花色苷的积累。
综上所述，4CL、CHS、F3H、F3’5’H、DFR、ANS、UFGT、GST基因是调控血橙花色苷积累的核心结构基因，Ruby转录因子是调控血橙果实花色苷合成的关键转录因子。血橙果实中果糖、葡萄糖的积累可能也是促进花色苷合成的重要原因。采前黄腐酸处理和采后草酸处理均可以通过调控塔罗科血橙果实中花色苷生物合成的多个步骤影响花色苷积累。
试验以塔罗科血橙为材料，分析了成熟期（花后200-324 d）血橙果实花色苷含量、花色苷合成相关基因表达量、可溶性糖、有机酸含量的动态变化以及相关性；考察了采前黄腐酸处理对成熟期血橙花色苷积累的调控效应以及作用机理；初步探索了采后草酸处理对贮藏期间血橙花色苷积累的调控机制。综合以上试验内容及数据分析，主要结果如下：
（1）在血橙成熟期（花后200-324 d），果实中的花色苷含量呈逐渐上升的趋势。在花后261 d开始在血橙汁中检测到花色苷，花后276-293 d是血橙果实花色苷的快速积累时期，在这个期间血橙汁中的花色苷日均提高0.55 mg/L。至花后324 d，血橙汁中的花色苷含量为19.28 mg/L。4CL、CHS、F3H、F3’5’H、DFR、ANS、UFGT、GST基因是调控血橙果实花色苷积累的核心结构基因，Ruby转录因子是调控血橙果实花色苷合成的关键转录因子。成熟期血橙果实中的花色苷含量与果糖、葡萄糖正相关性达到极显著，相关系数分别为0.810和0.799。成熟期血橙果实中果糖、葡萄糖的积累可能是促进花色苷合成以及果实着色的重要原因。
（2）在花后230 d叶面喷施黄腐酸能显著促进血橙成熟期花色苷的积累以及果实着色。至花后324 d，经过黄腐酸处理的血橙果汁中的花色苷含量为48.92mg/L，约为对照组的2.5倍。采前黄腐酸处理显著激活了4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST基因的表达，推测这六个基因可能是黄腐酸调控血橙花色苷合成的核心结构基因，Ruby基因是黄腐酸调控血橙果实花色苷生物合成的关键转录因子；采前黄腐酸处理诱导F3’5’H、ANS、GST以及UFGT四个基因表达峰值出现的时间提前了32 d，同时F3H基因的表达峰值也提前了15 d；采前黄腐酸处理使果实中的类黄酮代谢途径朝着花色苷的方向进行，同时上调了花色苷生物合成途径下游结构基因ANS、GST以及UFGT的表达，为无色的花青素转变为花色苷创造了物质条件。
（3）采前黄腐酸处理显著促进了成熟期血橙果实中果糖、葡萄糖、蔗糖的积累。黄腐酸可能是通过提高血橙果实中的蔗糖、葡萄糖、果糖含量使总糖含量增大，进而使果实中合成花色苷的底物增多，或是通过提高血橙中可溶性糖的含量激活了花色苷合成相关的信号转导途径，诱导Ruby、4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST基因的上调表达从而达到增加血橙果实花色苷含量的效果。
（4）采后适宜浓度的草酸处理可以显著提高血橙在贮藏过程中的花色苷含量。采后草酸处理可以促进血橙果实Ruby基因的转录，进而调节花色苷合成结构基因的表达，且调控的关键点位于包括PAL，C4H和F3’5’H在内的花色苷合成的前期阶段，即将苯丙氨酸转化为二氢黄酮醇的阶段。
（5）采后草酸处理延缓了血橙果实果糖、葡萄糖、蔗糖的代谢速率，增加了果实中的总糖含量从而改善了果实的品质。草酸处理能够提高果实中花色苷含量可能是因为草酸处理提高了果实中花色苷合成相关基因的表达量，或是因为草酸处理提高了果实中可溶性糖（果糖、葡萄糖、蔗糖）的含量从而间接促进了果实中花色苷的积累。
综上所述，4CL、CHS、F3H、F3’5’H、DFR、ANS、UFGT、GST基因是调控血橙花色苷积累的核心结构基因，Ruby转录因子是调控血橙果实花色苷合成的关键转录因子。血橙果实中果糖、葡萄糖的积累可能也是促进花色苷合成的重要原因。采前黄腐酸处理和采后草酸处理均可以通过调控塔罗科血橙果实中花色苷生物合成的多个步骤影响花色苷积累。