菠萝果实发育过程中有机酸含量及相关代谢酶活性的变化

以菠萝品种卡因为试验材料,测定了不同发育时期果实中有机酸含量及其有机酸代谢相关酶—磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、柠檬酸合成酶(CS)的活性变化,并对果实中酸积累与酶活性的关系进行了分析。结果表明,卡因菠萝果实中所含有机酸有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、草酸、马来酸,其中主要有机酸为柠檬酸(约占62%)、其次为苹果酸(约占14%)、酒石酸、乙酸和草酸的含量较低,马来酸微量。随着果实的发育,柠檬酸含量呈低-高-低的变化趋势,苹果酸、草酸、乙酸、酒石酸含量均呈下降趋势,柠檬酸在果实成熟时占主要优势,是果实主要的有机酸。在幼果期到果实迅速生长后期(花后10～70d),柠檬酸合成酶(CS)和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性与柠檬酸含量呈显著正相关。进入果实青熟期(花后90d)后,果实柠檬酸含量变化与PEPC和CS活性并无明显联系,此期酸积累不仅仅依赖这些酶的活性水平,还与其他因素有关。     

琯溪蜜柚果实采后有机酸代谢

以琯溪蜜柚果实为材料,测定了果实采后贮藏过程中的有机酸含量及相关代谢酶——柠檬酸合成酶(CS)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)与细胞质乌头酸酶和NAD-异柠檬酸脱氢酶复合酶(NAD-IDH/Cyto-Aconitase)的活性,并探讨它们之间的相关性及有机酸的代谢机理。结果表明,1)琯溪蜜柚果实采后室温贮藏,果肉出现酸化,主要表现为柠檬酸含量大幅度增加,采后70 d达最高值,之后逐渐下降。相关分析表明,果实中的柠檬酸含量与CS活性呈极显著正相关,且与NAD-IDH/Cyto-Aconitase活性呈显著负相关。2)果实采后低温(6℃)贮藏,果实中的柠檬酸含量总体呈下降趋势,柠檬酸含量与PEPC活性呈极显著正相关。研究认为,CS、PEPC和NAD-IDH/Cyto-Aconitase是琯溪蜜柚果实采后有机酸积累的关键酶;果实采后低温(6℃)贮藏,可以较好地克服果实采后酸化的问题。     

罗伯逊脐橙在不同生境下果实有机酸代谢相关酶的研究

以罗伯逊脐橙为试材,研究了四川3个生态型区5个代表性园片中的果实有机酸代谢相关酶的活性,以及它们的变化动态与果实有机酸积累关系,旨在探讨引起不同生境下果实有机酸含量差异的主要酶。结果表明,PEPC和CS是影响果实有机酸合成的重要酶,而影响有机酸分解的重要酶则是IDH;在不同生境下,果实整个生长发育过程中CS、MDH和线粒体ACO活性差异不明显,而IDH活性的差异则达到极显著水平,然而花后120d后,果实内PEPC和细胞质ACO活性差异极显著,说明IDH才是引起不同生境下脐橙果实有机酸含量差异的主要酶,而PEPC和细胞质ACO则起一定作用。     

脐橙果实发育过程中有机酸合成代谢酶活性的变化

 以红桔砧10 年生罗伯逊脐橙为试材, 研究了果实发育过程中有机酸代谢相关酶活性的变化及其与有机酸积累的关系。结果表明: 在整个果实发育过程中, 柠檬酸合成酶(CS) 和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC) 活性与有机酸含量呈极显著正相关。这不仅证明脐橙果实中存在通过CO₂ 固定合成有机酸的途径, 还说明CS、PEPC 是有机酸合成的关键酶, 抑制CS 的活性能降低果实中有机酸的生成量。     

‘蜂糖李’果实发育过程中有机酸含量变化及其与苹果酸代谢相关酶的关系

【目的】明确‘蜂糖李’果实有机酸组成与含量特点,揭示其发育过程中有机酸含量的变化规律及其与苹果酸代谢相关酶的关系,阐明有机酸积累的关键时期和关键酶。【方法】以‘蜂糖李’及对照‘四月李’为材料,采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatograph,HPLC)分析测试李果实发育过程中有机酸组分及含量,并测定苹果酸代谢相关酶的活性。【结果】利用高效液相色谱分析李果实中有机酸组分及含量,发现‘蜂糖李’果实成熟时总酸含量(ω,后同)为5.94 mg·g-1,包括苹果酸、酒石酸、柠檬酸、草酸、莽草酸和琥珀酸6种,其中以苹果酸含量最高(占总酸含量的88%),‘四月李’果实中有机酸组分与‘蜂糖李’一致,均属于苹果酸型。2个李品种果实中总酸含量的差异主要是由苹果酸含量的差异所致。通过分析李果实发育过程中有机酸含量的变化,发现‘蜂糖李’果实中苹果酸含量大量积累的关键时期在果实发育前期,整体呈先增加后降低的趋势,草酸、酒石酸含量逐渐降低,而柠檬酸含量逐渐升高。与‘四月李’相比,‘蜂糖李’果实中苹果酸、草酸、酒石酸及总酸含量的变化趋势与之一致,且苹果酸及总酸含量在整个过程中均显著低于‘四月李’,而柠檬酸含量的变化趋势与之相反。最后通过分析苹果酸含量与相关代谢酶活性之间的相关性,表明‘蜂糖李’果实中苹果酸在果实发育前期大量积累主要是该时期磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性增强促进了苹果酸的大量合成以及NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性降低减少苹果酸的分解,与NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)关系不大,而‘四月李’苹果酸积累的关键酶是NAD-MDH。在果实发育后期,‘蜂糖李’及‘四月李’NADP-ME活性迅速升高,前者PEPC活性减弱,后者NAD-MDH活性下降,使得2者果实中苹果酸的降解大于合成而呈降低趋势。【结论】‘蜂糖李’是以苹果酸为主要有机酸的低酸型李品种,其果实中苹果酸积累的关键时期为果实发育前期,苹果酸含量的变化由PEPC和NADP-ME协同调控,而对照‘四月李’由NAD-MDH和NADP-ME起主要的调控作用。     

‘山梨,果实和叶片发育期有机酸含量的变化及其相关性研究

以‘山梨’果实和叶片为试材,测定分析了其发育过程中主要有机酸含量变化及二者有机酸含量变化间的关系。结果表明:果实发育过程中,苹果酸、草酸和乳酸总体呈增加趋势,奎尼酸、莽草酸、柠檬酸、乙酸、琥珀酸和有机酸总量总体呈下降趋势;叶片发育过程中,苹果酸、奎尼酸、乳酸、琥珀酸和有机酸总量总体呈增加趋势,草酸和柠檬酸总体呈下降趋势,莽草酸和乙酸变化极小;果实和叶片发育过程中有机酸含量变化的相关性分析表明,二者在苹果酸之间、奎尼酸之间、草酸之间、莽草酸之间以及乳酸之间的含量变化都呈正相关,柠檬酸之间以及琥珀酸之间、有机酸总量之间含量变化都呈负相关,但相关性都没有达到显著水平;说明果实和叶片中7种有机酸以及有机酸总量的积累机制不同。     

日光温室不同结果枝类型对柑橘果实有机酸含量的影响

【目的】探明日光温室中柑橘结果枝类型对果实中有机酸含量的影响,为温室柑橘结果枝组的培养提供理论依据。【方法】以枳[Poncirus trifoliate(L.)Raf.]砧‘南丰蜜橘’(Citrus reticulate Blanco‘Kinokuni’)有叶结果枝和无叶结果枝果实为试材,对其糖酸含量、有机酸代谢相关酶活性以及基因表达量进行分析。【结果】‘南丰蜜橘’果实发育过程中蔗糖含量呈上升趋势,奎宁酸含量呈下降趋势,葡萄糖和果糖含量为先降后升,柠檬酸含量在果实成熟时与发育初期相近;无叶果和有叶果的糖酸含量变化趋势基本一致,但花后30 d无叶果苹果酸含量显著高于有叶果;2类果实中柠檬酸合成酶(citrate synthase,CS)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)、乌头酸酶(aconitate hydratase,ACO)和苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase,MDH)4种重要酶活性变化趋势基本一致;2类果实多数基因的表达量都存在显著性差异,然而酶活性以及有机酸含量则未出现相应的显著性变化。【结论】‘南丰蜜橘’果实中糖酸含量以及有机酸代谢相关重要酶活性不受结果枝组类型的影响,因此,在日光温室中进行柑橘树体枝组修剪时,只需考虑果实产量即可,不必过多考虑其对果实糖酸等内在品质的影响。     

红宝石苹果果实有机酸组分及苹果酸代谢酶活性分析

【目的】测定红宝石苹果果实有机酸组成及其含量，分析苹果酸含量变化与其代谢相关酶的关系，探究红宝石果实低酸特性的生理基础。【方法】以不同生长发育期红宝石和富士2001苹果果实为试验材料，采用蒽酮比色法测定果实总糖含量，高效液相色谱法测定有机酸组分及含量，测定分析果实苹果酸相关代谢酶活性及与苹果酸含量的相关性。【结果】红宝石苹果果实中有机酸成分主要为苹果酸、草酸、柠檬酸、酒石酸和琥珀酸5种，与富士2001苹果果实中有机酸组分一致，其皆以苹果酸为主。不同发育期2个苹果品种果实中总糖含量相近，但总酸含量差异显著。对果实有机酸不同组分定量分析，发现果实总酸含量差异主要是由苹果酸含量差异所致。进一步分析苹果酸含量与其相关代谢酶活性之间的相关性，发现在发育前期红宝石苹果果实中苹果酸含量大量积累，主要是该时期NAD-苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）活性增强促进了苹果酸的大量合成，以及NADP-苹果酸酶（NADP-ME）活性降低减少了苹果酸的分解，富士2001苹果与之类似。【结论】红宝石苹果是苹果酸为主的低酸型苹果品种，NADP-ME和NAD-MDH在其果实苹果酸积累中起主要协同调控作用。     

不同酸度欧李果实有机酸积累特性与相关代谢酶活性分析

正目的:比较不同欧李品种果实中主要有机酸积累特性及相关酶活性。方法:以6年生欧李品种‘农大3号'和‘农大4号'为材料,采用超高效液相色谱(UPLC)检测果实发育过程中总酸、苹果酸和柠檬酸含量,并测定苹果酸和柠檬酸相关酶活性。结果:两个品种果实中苹果酸和柠檬酸主要在果实发育后期积累,品种间积累速率存在较大差异。果实发育前期NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性较高,NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)活性和磷酸烯醇式丙酮     

‘靖安椪柑’果实发育阶段柠檬酸含量变化及其代谢相关基因的表达分析

【目的】明确‘靖安椪柑’果实发育过程中柠檬酸含量的变化规律及其与相关基因的表达关系。【方法】以‘靖安椪柑’发育阶段的果实为材料,采用高效液相色谱法(HPLC)测定了盛花后60~200 d果实有机酸含量变化,运用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析柠檬酸代谢相关基因相对表达量,同时分析有机酸含量变化与相关基因表达的关系。【结果】柠檬酸为‘靖安椪柑’果实主要有机酸,在果实中含量最高;在椪柑果实发育期间,柠檬酸含量呈现出先上升后下降的变化规律,奎宁酸、酒石酸和苹果酸含量呈递减的趋势,总有机酸和可滴定酸含量变化与柠檬酸含量变化一致;柠檬酸代谢相关基因表达及相关性分析结果显示,在发育期间,‘靖安椪柑’果实Cit CS1相对表达略有下降,Cit CS2和CitPEPC1相对表达先增加后减少,Cit PEPC2和Cit PEPC4的表达量在果实发育后期有所升高,这些柠檬酸合成基因表达均与柠檬酸含量无显著性相关;柠檬酸降解相关基因中,Cit PEPCKs、Cit Aco1和Cit FBPases相对表达整体呈缓慢下降的趋势,与柠檬酸含量无显著性相关,Cit Aco2/3和Cit ACLα1相对表达整体呈增长的趋势,Cit IDH1、Cit ACLα1和Cit ACLβ相对表达呈先下降后上升的趋势,Cit IDH2/3、Cit GADs和Cit GS2相对表达均呈先上升后下降的趋势,其中Cit Aco2/3和Cit ACLα1相对表达与柠檬酸含量呈显著负相关,Cit IDH1/2相对表达与柠檬酸含量呈极显著负相关。【结论】‘靖安椪柑’果实发育阶段有机酸含量主要由柠檬酸含量决定,随着果实发育成熟,柠檬酸和有机酸含量呈先升高后降低的变化,这种变化与柠檬酸合成相关基因表达无直接关联,主要受降解相关基因影响,尤其是Cit Aco2/3、Cit IDH1/2和Cit ACLα1的相对表达量的变化可能是调控‘靖安椪柑’发育阶段果实柠檬酸含量下降的主要原因之一。     

高效液相色谱法测定5个杏品种的糖和酸

为了探讨快速准确的测定杏果实中的糖、酸组分及其含量的方法,采用高效液相色谱法测定了5个杏品种果肉中的可溶性糖和有机酸,结果表明杏果肉中的可溶性糖为蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨糖醇,其中前3种为主要糖,并且蔗糖含量明显高于其他3种糖的含量;杏果肉中的有机酸包括苹果酸、柠檬酸和奎宁酸,前两种酸为主要酸。利用高效液相色谱法可以成功地测定出杏果实中的糖、酸组分及其含量,并且具有良好的精确度、回收率和重复性。     

枇杷果实成熟和贮藏过程中有机酸的代谢

以高效液相色谱法测定解放钟和早钟六号枇杷成熟过程中及其在8-10℃低温保鲜与MAP保鲜过程中有机酸成分的变化。结果表明:枇杷鲜果中有机酸有苹果酸、乳酸、草酸、酒石酸、富马酸、柠檬酸、丙酮酸等,其中主要有机酸为苹果酸(约占85%),其次为乳酸(约占10%),草酸、酒石酸的含量较低,富马酸微量,不含乙酸和琥珀酸。随着采收成熟度的提高与贮藏时间的延长,有机酸的种类增加,总酸含量下降,有机酸代谢消耗主要是苹果酸的代谢消耗。MAP保鲜主要是通过抑制苹果酸的代谢来减少有机酸在贮藏过程中的消耗。     

高效液相色谱测定荔枝果肉中的糖、酸和维生素C

用高效液相色谱法测定荔枝果肉中的可溶性糖、有机酸和维生素C,得到分离良好的色谱图,且测定精确灵敏、回收率高、重复性好,是一种简单、快速、准确测定的方法。应用该法测定了妃子笑和糯米糍荔枝果肉样品,结果表明荔枝果肉中的可溶性糖主要为蔗糖、葡萄糖和果糖;妃子笑果肉主要的糖是还原糖,而糯米糍中主要为蔗糖。荔枝果肉中主要的有机酸为苹果酸和酒石酸,2个品种果肉维生素C含量差异较大,妃子笑的维生素C含量是糯米糍的3倍。     

果实有机酸代谢研究进展

果实中有机酸是决定果实风味品质的重要因素之一。有机酸在果实自身代谢中参与了光合作用、呼吸作用,以及合成酚类、氨基酸、酯类和芳香物质的代谢过程。综述了果实有机酸的合成、降解、液泡贮藏等代谢过程的生理生化机制,包括果实中有机酸的组分,果实生长发育过程中有机酸的变化,有机酸代谢酶、液泡膜质子泵与果实中有机酸含量的关系,果实有机酸的遗传与分子生物学研究进展,以及环境因素与栽培措施对果实有机酸的影响与调控;并提出了今后待研究的问题。     

肥料种类对不同采收期‘黄金梨’糖酸含量和风味的影响

【目的】为优化肥料类型组合和用量、确定果实品质最佳的采收期,【方法】以5年生‘黄金梨’为材料,应用田间试验方法,研究了5种肥料类型对不同采收期‘黄金梨’果实糖、有机酸组分含量和风味的影响。【结果】结果表明,施用堆肥+叶片喷施氨基酸肥或腐熟动物废弃料可显著提高果实总糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量,降低总酸及苹果酸、酒石酸含量,而施用鸡粪+草炭或堆肥+生物菌肥与单施农家堆肥相比效果不明显。采样期间(9月14日—10月10日),不同肥料类型处理‘黄金梨’果实总糖和果糖、蔗糖、葡萄糖含量及风味指数均先增加后降低,总酸和苹果酸、酒石酸含量则先降低后增加,9月28日采样时总糖及各糖分含量最高,总酸及有机酸组分含量最低,糖酸比和风味指数最大,且以堆肥+叶片喷施氨基酸肥或腐熟动物废弃料两个处理效果最好。【结论】综合分析,‘黄金梨’施用堆肥+叶片喷施氨基酸肥或腐熟动物废弃料有利于提高果实内在品质和风味;9月28日左右是北京地区黄金梨果实采收的最适时期。     

Changes in organic acids and acid metabolism enzymes in melon fruit during development

A novel melon cultivar (‘Flavor No. 3’) containing high acid concentration as well as high sugar content in the mature fruit was successfully bred out. The aim of this study is to determine the main organic acids present in this novel melon and to clarify the mechanisms of acid accumulation. Fruit development and acid accumulation patterns in ‘Flavor No. 3’ were compared with those of a conventional low-acid melon, ‘Xuelihong’. The titratable acidity (TA) and organic acids in fruits were measured at different developmental stages. There is a positive correlation between TA and citric acid content in ‘Flavor No. 3’, indicating that citric acid is the predominant organic acid present throughout the fruit development. The activities of the enzymes involved in citric acid metabolism, including phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), citrate synthase (CS), aconitase (ACO), isocitrate dehydrogenase (IDH), malate dehydrogenase (MDH), and malic enzyme (ME), were determined. Although no single enzyme was responsible for citric acid accumulation throughout the fruit development, the activities of ACO and ME were positively correlated with citric acid concentration in the two cultivars from 5 to 25 days after pollination (DAP). Moreover, ACO and ME activities in ‘Flavor No. 3’ increased over time and were higher than those in ‘Xuelihong’, resulting in citric acid accumulation in the fruits of ‘Flavor No. 3’. Although a sharp decrease in ACO activity took place after 25 DAP in the fruits of ‘Flavor No. 3’, the earlier accumulation of citric acid was sufficient enough to maintain the high acid concentration until the melon fruits became mature.     

杏果实糖酸组成及其不同发育阶段的变化

 采用高效毛细管电泳仪分离测定了10个杏品种果实中的糖酸组分, 并对新世纪杏与凯特杏不同发育时期糖酸组分的变化进行了研究。结果表明: 各糖组分及总糖含量在品种间都存在较大差异, 但均以蔗糖含量最高, 果糖含量最低; 苹果酸和柠檬酸在品种间差异显著, 根据有机酸组成不同, 可将杏品种分为柠檬酸型和苹果酸型; 在果实不同发育时期, 两个品种果实中总糖含量及各组分的变化趋势基本一致,总糖和蔗糖的含量一直在增加, 而果糖和葡萄糖的含量变化不大。新世纪杏中总酸和苹果酸含量变化趋势完全一致, 都在较高水平上缓慢增加, 而柠檬酸的含量始终很低; 凯特杏中柠檬酸在果实发育前期含量很低, 硬核期结束时含量急剧上升, 成熟前略有下降, 呈“S”型变化曲线, 而苹果酸的变化规律正好与柠檬酸相反, 总的变化趋势呈现反“S”型变化曲线。