紫心大白菜杂交种花青苷积累、抗氧化性及相关基因表达的分析

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大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)原产于中国,是我国北方地区秋冬季节的主要蔬菜。近年来,随着人们对大白菜品质要求的提高,紫色大白菜品种相继问世。相较于其他叶球颜色的大白菜,紫色大白菜不仅色彩靓丽,而且富含具有健康价值的花青苷成分。目前,未见关于紫色大白菜杂交种的研究报道。本研究以8个紫心大白菜杂交种为材料,测定了叶球紫色部分高度与球高的比值(紫高比),球心、球中部和球外部叶片的花青苷含量及球心部位花青苷的抗氧化性,对球心部位的花青苷成分进行了鉴定,并对球心部位花青苷合成途径的相关基因进行了定量分析。结果如下:1.不同紫心大白菜杂交种中,叶球的球心、球中部和球外部叶片的花青苷含量各不相同,但无论在哪个部位,紫心大白菜杂交种的花青苷含量都高于普通大白菜。在紫心大白菜杂交种中,球心叶片的花青苷含量最高,且远远高于球中部和球外部叶片的花青苷含量。相关性分析发现,球中部叶片的花青苷含量与球心叶片的花青苷含量显著相关,球外部叶片的花青苷含量与球心和球中部叶片的花青苷含量没有明显的相关性。说明,花青苷主要积累的部位是球心,且球心叶片花青苷的积累可能会对球中部叶片花青苷的积累产生影响。球外部叶片花青苷的积累模式可能与球心和球中部叶片的不同。2.不同紫心大白菜杂交种叶球中花青苷的分布范围有所不同,其紫高比在0.37~0.60之间。相关性分析发现,紫高比与球心和球中部叶片的花青苷含量显著相关,与球外部叶片花青苷含量的相关性不显著。说明紫心大白菜的着色主要是球心和球中部叶片花青苷积累共同作用的结果。球外部叶片可能由于花青苷含量过低,并不会明显的影响紫心大白菜杂交种的紫高比。紫高比可以作为衡量紫心大白菜球心和球中部叶片花青苷含量的简单指标。3.通过液质联用技术在紫心大白菜杂交种中共鉴定出19种花青苷成分,其中14种为矢车菊素苷,占总花青苷种类的74%。有2种花青苷成分在所有的紫心大白菜杂交种中都存在,说明这2种花青苷成分是紫心大白菜杂交种共同的成分。在不同的紫心大白菜杂交种中鉴定出的花青苷成分不同,所以,不同的材料中,花青苷的代谢方式可能有所不同。4.不同紫心大白菜杂交种叶球球心部位花青苷提取液的总抗氧化性及羟自由基清除率的分析表明:在球心部位,紫心大白菜杂交种的总抗氧化性及羟自由基清除率都高于普通大白菜。经相关性分析发现,球心花青苷提取液的总抗氧化性及羟自由基清除率与球心的花青苷含量极显著相关(r分别为0.883和0.971),且球心花青苷提取液的总抗氧化性与羟自由基的清除率也极显著相关(r=0.917)。因此,紫心大白菜中的花青苷是一种优良的天然抗氧化剂,具有很大的开发潜力。5.实时荧光定量PCR技术分析显示,紫心大白菜杂交种中,花青苷合成的结构基因Br ANS、Br LODX、Br GST和Br UFGT-2在球心的相对表达量与球心叶片的花青苷含量显著正相关。说明这些结构基因Br ANS、Br LODX、Br GST和Br UFGT-2正向调控了大白菜花青苷的积累量,影响大白菜叶球的着色。但是,结构基因Br F3’H、Br DFR、Br UFGT-1和转录因子Br MYB2、Br MYB12、Br EGL31的相对表达量与球心叶片花青苷含量的相关性不显著,其可能与杂交种花青苷积累量的关系不大。
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