科技文摘

正UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷积累的分子机理目的:研究长波紫外光(UV-A)、白光(W)和蓝光(B)对大豆芽苗菜下胚轴中花青苷含量、花青苷合成相关酶活性、花青苷合成途径相关基因及光受体基因表达量的影响,以探明UV-A诱导大豆芽苗菜下胚轴中花青苷生物合成的分子机理,为光质调控技术应用于大豆芽苗菜工业化生产提供理论依据。方法:以大豆‘东农690’为试材,以黑暗培养为对照,连续     

血红素加氧酶–1促进萝卜芽苗菜下胚轴花青苷积累

以萝卜（Raphanus sativus L.）芽苗菜为材料,在白光下外源添加与血红素加氧酶–1（HO-1）相关的试剂为处理,以加水为对照,探究HO-1对花青苷合成的影响。结果表明,各个处理均不影响芽苗的鲜质量。与对照相比,添加HO-1诱导剂（Hemin）后下胚轴中花青苷含量显著升高,HO-1抑制剂（ZnPP）及血红素降解产物（BR、CO、Fe2+）处理下花青苷含量均有所下降,其中抑制剂ZnPP处理后下降最多;经诱导剂Hemin处理后HO-1及花青苷合成途径中的调控基因PAP1和关键结构基因PAL、CHS、CHI、F3H、DFR的表达量以及PAL酶活性与对照相比都有显著提高。由此表明,血红素加氧酶–1（HO-1）通过上调花青苷合成途径关键基因表达量促进花青苷积累。     

光影响植物花青苷合成研究

近几年来,对于环境因子影响花青苷合成的研究已有相关报道。现基于对花青苷合成影响最大的光因子,结合国内外研究,综述了光照时间、光照强度和不同光质对植物花青苷合成途径中相关酶活性的调节作用、相关基因的调控作用以及植物的呈色反应的影响,指出对于大多数植物而言,光照时间越长,越有利于花青苷的合成,植物呈色效果明显;光照促进植物花青苷合成和积累,光强越大,提高花青苷合成途径中相关酶活性,促进相关基因上调表达以及促进植物花青苷的积累,呈色效果明显;在不同的光质中,对合成花青苷最有效的是蓝光和紫外光,可以提高酶活性,增强相关基因的表达,促进植物呈色。此外,还分析了目前花青苷光环境研究存在的问题,为今后研究提供新思路和新方向。     

紫外光对‘北陆’越橘转色果花青苷积累、关键酶活性及其基因表达的影响

以3年生‘北陆’越橘为试材,对发育过程中果实花青苷含量及合成酶活性变化进行研究,并进一步利用3种紫外光（UV-A、UV-B、UV-C）分别照射转色期越橘果实,测定了果实中花青苷等酚类物质的含量、生物合成酶活性及其基因表达,从底物、酶活性、基因转录水平阐明了不同紫外光对花青苷生物合成途径的影响。3种紫外光都明显诱导了果实花青苷的积累,特别是UV-C照射后果实花青苷含量提高了2.36倍。UV照射显著诱导果实PAL、UFGT酶活性升高,VcPAL、VcUFGT转录增强,但同时也抑制了DFR酶活性及基因表达,其中PAL、UFGT酶活性与花青苷的积累极显著正相关（r = 0.807**,r = 0.894**）,而DFR酶则相反（r =–0.854**）。结果表明,UV照射能诱导丙苯氨酸途径中响应紫外处理的一些关键基因的转录激活（如VcPAL,VcUFGT）或抑制（如VcDFR）,并影响相应酶活性的变化,促使花青苷等酚类物质的积累。     

不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响

以荧光灯为对照,采用LED调制光质和光量,研究不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响.结果表明,红光处理对萝卜芽苗菜生长影响显著,下胚轴长、子叶面积、植株鲜质量及干质量均达到最大值,且显著高于对照.红光与红蓝光组合处理下,可溶性糖与淀粉含量均显著高于对照.综合考虑认为应用红光照射有利于萝卜芽苗菜生长,提高产量,改善部分营养品质.     

光质对萝卜芽苗菜总酚类物质含量及抗氧化能力的影响

采用发光二极管（LED）精确调制光质和光量,以黑暗为对照,研究光质对‘杨花萝卜’和‘青头萝卜’芽苗菜生长、总酚类物质含量、抗氧化能力及苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影响。结果表明,芽苗菜的生长、总酚类物质含量、抗氧化能力和PAL 活性因光质和处理时间不同而异。总体来看,下胚轴长和地上部鲜质量在培养3 ~ 7 d 增加迅速,其后增加缓慢,且总酚类物质含量也是在培养初期高于培养后期。与黑暗处理相比,紫外光（UV-B）处理显著增加了芽苗菜中酚类物质的含量。相应地,芽苗菜的抗氧化能力和PAL 活性都在UV-B 处理下最高。另外,蓝光处理也显著增加了‘杨花萝卜’芽苗菜中酚类物质的含量及PAL 活性。因此认为UV-B 和蓝光,能增加芽苗菜中的总酚类物质含量,提高萝卜芽苗菜的营养品质。     

不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响

以荧光灯为对照，采用LED调制光质和光量，研究不同光质对萝卜芽苗菜生长和营养品质的影响。结果表明,红光处理对萝卜芽苗菜生长影响显著，下胚轴长、子叶面积、植株鲜质量及干质量均达到最大值，且显著高于对照。红光与红蓝光组合处理下，可溶性糖与淀粉含量均显著高于对照。综合考虑认为应用红光照射有利于萝卜芽苗菜生长，提高产量，改善部分营养品质。     

套袋对苹果果皮花青苷合成及着色的影响

套袋是提高苹果果实着色的主要技术措施之一,也是研究苹果果皮花青苷合成和基因表达的重要手段。苹果果皮花青苷的合成经由苯丙烷类代谢途径,编码苹果花青苷合成酶类的基因已得到克隆。套袋后果皮花青苷合成酶类的基因表达受到抑制,因而抑制了花青苷合成;摘袋后果皮花青苷迅速合成,与套袋后果皮光受体浓度增加和叶绿素含量降低从而提高对光的敏感度、迅速启动花青苷合成酶类的基因协同表达有关。果皮色素特别是花青苷和叶绿素的含量、比例和分布决定果实的着色状况,套袋促进果皮花青苷合成的同时大大降低了叶绿素含量,从而使果实着色鲜艳。     

不同萝卜品种芽苗菜综合评价

为筛选出适宜工厂化生产的芽苗菜的萝卜品种,以潍县青、心里美、京红四号、翠绿、红丰一号和扬花等6个萝卜品种为试验材料,放置于温度(25±0.5)℃,光周期12 h·d^-1,光照度150μmol·m^-2·s^-1的光照培养箱中培养,4个采收期分别为发芽后3、6、9、12 d,分别进行生长指标、营养品质指标及产量的测定。结果表明,扬花萝卜维生素C含量在3、9 d时均显著高于其他品种;红丰一号和潍县青萝卜维生素C含量在12 d时均优于其他品种;红丰一号、京红四号、心里美、扬花4个品种在各采收期花色苷含量均显著高于其他品种;京红四号和潍县青产量显著高于其他品种。经过综合筛选评价,红丰一号、潍县青表现较好,适宜作为萝卜芽苗菜栽培品种。     

不同品种萝卜芽苗菜生长过程中活性成分的变化研究

萝卜芽苗菜是抗癌蔬菜,生长过程中能形成具有抗癌功效的异硫氰酸酯等生理活性物质,在我国食用量相对较多。为探究不同品种萝卜芽苗菜在生长过程中活性成分的变化,为芽苗菜的工业化生产提供理论依据,本文对长春白萝卜、潍县青萝卜、抚顺红萝卜这三个品种萝卜芽苗菜生长过程中的生长情况、活性成分含量及抗氧化能力的变化进行了研究。结果表明,三个品种萝卜芽苗菜中潍县青萝卜芽苗菜的生长能力最强;三个品种芽苗菜抗坏血酸和花色苷含量均呈现先增加后减少的趋势,其中潍县青萝卜芽苗菜中抗坏血酸含量最高,抚顺红萝卜芽苗菜中花色苷含量最高;三个品种的总酚含量差异不显著,但都呈现下降的趋势。硫苷、异硫氰酸酯含量均在第3 d时达到最高,且潍县青萝卜芽苗菜的含量最高,分别达15.63μmol/g FW和2.8 mg/g;抚顺红萝卜芽苗菜的DPPH·清除率和还原能力最强。     

“泽西”越桔花青苷积累与相关基因表达研究

以越桔品种"泽西"果皮为试材,通过对花后7个时期花青苷含量的测定和花青苷合成途径中部分关键基因的克隆和表达,研究果实发育过程中果实着色及花青苷含量与这些基因的关系。果实发育不同时期果皮中花青苷含量的测定结果显示,套袋与对照果实在果实发育前期(花后20~40d),果皮中没有检测到花青苷含量;对照果实进入转色期(花后50d)到果实成熟期(花后80d),花青苷相对含量从10.87U·g-1增加到389.11U·g-1,呈持续升高的趋势,在花后80d达到最大值。套袋果实在花后50d,果皮中花青苷含量为4.06U·g-1,随着果实成熟,在花后80d花青苷相对含量增加到374.21U·g-1。套袋试验结果显示,套袋与对照的日均光照强度和果实表面温度均呈先升高后下降的变化趋势,套袋内的日均光照强度和果实表面温度均较对照显著降低。花青苷合成关键基因的表达分析结果显示,套袋与对照果实在整个果实发育期,VcCHS和VcF3H的相对表达量呈先下降后升高的趋势;VcDFR、VcANS和VcMYB呈先下降后升高,之后又下降的趋势;VcANR和VcLAR的表达量在果实发育初期均表现为下降趋势,果实进入转色期后,未能检测到其表达;UFGT的表达量在果实发育初期未能检测到,随着果实进入转色期,其表达量迅速升高。套袋果实果皮中,在果实不同发育阶段,VcF3H、VcDFR和VcUFGT等5个基因的表达受套袋影响呈上调或下调表达。     

金雀异黄素和环鸟苷酸调控离体葡萄果实花青苷积累

以离体‘巨峰’葡萄为材料,观察到金雀异黄素（GNT）对果皮花青苷积累的促进效应,而且证明GNT的诱导过程（约10 ~ 12 h）不需要光照,但其后的花青苷积累却依赖于光照。如果在GNT预处理后6 h内用环鸟苷酸（cGMP）处理,可以明显抑制GNT的促进效应,但在GNT预处理后12 h再用cGMP处理,则抑制效应消失。半定量RT-PCR检测表明,光和GNT诱导葡萄果皮花青苷合成相关基因PAL、CHS和UFGT表达量上调,而对LDOX表达量无明显影响;cGMP处理抑制了GNT诱导的PAL和CHS等基因表达的促进作用,说明GNT和cGMP相互拮抗,共同调控葡萄果皮花青苷积累。     

花青苷的研究进展

花青苷是一种重要的植物天然色素,本文依据有关文献,简要说明了花青苷的结构、提取鉴定方法以及生物合成途径,并从生物化学和基因调控的角度重点介绍了PAL、CHS、DFR和UFGT在花青苷合成中的重要作用,归纳了其他植物色素、碳水化合物、内源激素以及光照和温度在花青苷合成过程中的调节作用,同时指出,关于光敏色素调节酶活性机理以及基因调控花青苷合成模式的研究是揭示花青苷合成机制的关键,为今后的科研提出了研究重点和方向。     

光质和光周期对大豆芽苗菜生长及总酚类 物质含量的影响

采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制光谱能量分布,研究不同光质和光周期对大豆芽苗菜生长、
总酚类物质含量及DPPH 自由基清除能力的影响。光质试验结果表明：紫外光（UV-B）处理显著降低了大豆芽苗菜下胚轴
长及可食率,且有利于植株水分积累;各光质处理均显著提高了下胚轴中总酚类物质含量,其中UV-B 处理含量最高,显著
高于黑暗培养和其他光质处理;UV-B 处理子叶和下胚轴中DPPH 自由基清除能力最强,均显著高于黑暗培养。光周期试验
结果表明：UV-B 8 h·d^-1 处理大豆芽苗菜根长最长,下胚轴长最短;UV-B 8 h·d^-1 和12 h·d^-1 处理下胚轴中总酚物质含量
和DPPH 自由基清除能力且均显著高于黑暗培养和其他光处理,其中8 h·d-¹ 光周期处理比12 h·d^-1 效果更好。总体而言,
8 h·d^-1 的UV-B 处理最有利于大豆芽苗菜下胚轴中总酚类物质积累和DPPH 自由基清除能力的提高。     

红肉苹果愈伤组织生长素信号相关基因MdARF3的克隆与表达分析

以红肉苹果‘紫红3号’(新疆红肉苹果与‘富士’F_1代)的红色幼嫩叶片为外植体诱导的红色愈伤组织为试材,初步探讨生长素调控苹果花青苷代谢机理。根据拟南芥AtARF3蛋白序列在苹果基因组中Blast比对得到一个生长素信号相关基因(MDP0000173151),暂命名为MdARF3。克隆测序发现该基因的开放阅读框长度为2 127 bp,编码708个氨基酸。进化树分析表明,MdARF3与AtARF3在同一进化支上,推测它们具有相似的功能。愈伤组织在含有0.3 mg·L~(-1) NAA的MS培养基培养2 h之后其MdARF3上调表达,表达量极显著高于无NAA培养基(对照),而CHS、CHI、F3H、DFR、UFGT及LDOX等花青苷合成结构基因的表达量均极显著低于对照,并且MdARF3表达量与培养基中NAA浓度呈显著正相关(相关系数为0.98),与愈伤组织花青苷含量呈显著负相关(相关系数为–0.89),推测MdARF3对培养基中生长素快速做出反应调控花青苷合成;通过原核诱导获得了MdARF3的重组蛋白,为进一步研究MdARF3蛋白在花青苷代谢途径中的功能奠定了基础。     

藤稔葡萄主枝环剥对果实着色及相关基因表达的影响

 对藤稔葡萄主枝环剥促进其果实着色的效果以及对花青苷合成相关重要基因的表达等进行了分析。研究结果表明,主枝环剥不仅可提高果肉中可溶性固形物的含量,并且明显改善果实着色,使外观颜色加深,果皮花青苷含量增加,果面光泽明亮度（L*值）和颜色组分b*值下降,颜色组分a*值以及红色葡萄果实颜色指数（CIRG值）增大。环剥处理还明显促进了UFGT、MYBA1和MYBA2的表达,MYBA1和MYBA2于环剥处理后的第2周（花后63 d）表达水平明显上调,相对表达量达到最高值。UFGT的表达水平与花青苷的积累趋势具有很好的一致性,环剥处理使UFGT的相对表达高峰提前1周左右。     

‘国光’苹果及其红色芽变花青苷合成与相关酶活性的研究

 以‘国光’苹果及其红色芽变为试材, 测定了果实发育期间的花青苷含量及其相关酶活性,并研究了套袋对芽变花青苷合成的影响。结果显示: ①在果实发育期间, 芽变果皮的花青苷含量明显高于‘国光’, 尤其是成熟期芽变果皮花青苷含量为132170 U·g^-1FW, 而‘国光’仅为49140 U·g^-1FW; ②在果实发育期间, 两个品种间PAL 和UFGT的酶活性无明显差异, 但芽变的CHI和DFR酶活性明显高于‘国光’, 表明芽变花青苷合成能力的提高与CHI和DFR酶活性高有关; ③套袋抑制芽变果皮花青苷的合成, 但解袋后花青苷的含量极显著升高, 解袋后4种酶的变化趋势差异较大, CHI和UFGT活性均迅速升高, 明显高于对照, 这与解袋后花青苷迅速合成相吻合。综上结果, 芽变与原有品种在着色机理上的关键指标是果皮花青苷含量和CHI酶活性。     

不同处理对萝卜芽苗菜产量及品质的影响

采用不同浸种时间、培养温度、GA3(赤霉素)溶液处理,对萝卜芽苗菜的生长速度、产量和品质进行研究。结果表明:不同浸种时间显著影响萝卜种子的发芽率,其中,浸种12h萝卜种子发芽率最高,平均发芽率为89.66%,同时,浸种12h的萝卜芽苗菜产量、Vc和蛋白质含量均高于其它处理;不同温度下培养可显著影响萝卜芽苗菜的苗高和产量,最佳的生长温度范围为20²5℃;在萝卜芽苗菜生长期间,喷施不同浓度的GA3溶液对萝卜芽苗菜的苗高和产量有显著的促进作用,以500mg/LGA3处理产量最高,同时萝卜芽苗菜中Vc和蛋白质含量与对照相比显著提高。     

采后红富士苹果色泽变化与氧化酶的关系

供试红富士苹果在贮藏初期(1-4周)果皮的花青苷含量有一个再合成过程,且这种合成过程无需光照条 件。不同的贮藏温度条件下花青苷合成发生时期不一样。20℃条件下,果皮花青苷含量第2周增加了31.2％。从第3 周开始,果皮的花青苷含量急剧下降;0℃条件下,果皮的花青苷含量第4周有增加达到最高峰。不同贮藏温度条件 下果实的花青苷的降解速度也存在较大差异,在高温(20℃)条件下贮藏,SOD活性变化与苹果果皮内花青苷含量的 变化相吻合,表明SOD可减缓苹果果皮内花青苷的降解。POD存在2种调控机制:在贮藏前期,果实具有较高的 POD活性,能够清除H2O2,起保护反应。贮藏后期POD活性高促进了果实的衰老。而低温(0℃)条件下贮藏,除SOD 酶在贮藏初期增加外,其他相关酶活性在贮藏后期均保持较低水平,变幅较小,果实的花青苷含量在整个贮藏期间 变化不显著。     

紫皮大蒜鳞茎外皮花青苷生物合成影响因素和相关酶的研究

 以紫皮大蒜品种‘G075’为试材,研究了鳞茎发育过程中鳞茎外皮花青苷的积累规律及与其生物合成相关的苯丙氨酸解氨酶（PAL）、查儿酮异构酶（CHI）和二氢黄酮醇还原酶（DFR）活性的关系,分析了不同设施栽培方式、基质pH值、基质氮素水平和磷素水平对花青苷生物合成的影响。研究结果表明：随着大蒜鳞茎的发育,鳞茎外皮花青苷含量逐步提高,CHI活性与鳞茎外皮花青苷积累关系密切,其活性变化与花青苷积累趋势吻合;露地栽培温度相对较低的紫皮大蒜花青苷积累高于保护地温度相对较高的栽培大蒜,基质pH 6.5和1/2氮素水平（7.5 mmol · L^-1）时对花青苷合成有利,花青苷积累随磷素水平提高呈现先升后降的变化趋势。