葡萄与葡萄酒单萜化合物的研究进展

 单萜化合物是葡萄与葡萄酒中一类典型香气成分,以游离态和结合态形式存在。重点阐述了葡萄果实单萜化合物的生物合成途径及其关键酶——单萜合成酶的研究进展,葡萄果实与葡萄酒中的单萜化合物及其影响因素,糖苷结合态单萜化合物的结构、含量及其分析方法,并对单萜化合物的研究前景进行了展望。     

开放式“生物化学实验＂教学模式的改革实践

“生物化学实验”属于实践性和应用性很强的课程，它在生物学创新型人才培养建设中起着非常重要的作用。针对食品科学与工程专业人才培养的目标及要求，在强化生物化学理论课教学效果的同时，对“生物化学实验”课程的内容及教学方法进行了改革，建立了以学生为主体的开放式创新型实验教学模式，以期达到提高生物化学实践教学的效果，为学生后续专业课程的学习以及从事本专业及相关专业的科学研究打下坚实基础。     

葡萄果实中（–）–α–萜品醇的积累与其合成酶基因Vvter表达的关系

 以不同发育期的‘赤霞珠’和‘雷司令’葡萄果实为试材,应用气相色谱质谱联用技术和荧光实时定量PCR技术,研究了果实发育过程中游离态和糖苷态（–）–α–萜品醇含量与（–）–α–萜品醇合成酶[Vitis vinifera（-）-α-terpineol synthase]基因Vvter表达的关系。结果表明,糖苷态（–）–α–萜品醇在两个品种果实发育过程中均没有明显变化,游离态（–）–α–萜品醇在‘赤霞珠’中表现为随果实发育而降低,而在‘雷司令’中呈现先下降再上升后下降的趋势,同一品种中（–）–α–萜品醇总含量的变化与Vvter基因的表达成正相关。     

‘亚历山大’葡萄果实单萜生物合成相关基因转录及萜类物质积累规律

【目的】检测‘亚历山大’葡萄果实中萜类物质的种类和含量,分析果实发育过程中单萜类物质的积累与相关基因表达的关系,为揭示玫瑰香型葡萄香气物质的积累规律和香味育种奠定基础。【方法】从果实转色后至成熟期,每周取样一次,每次随机取样80-100粒,去籽去梗后榨汁,离心取上清液用于香气物质测定,使用顶空固相微萃取方法萃取样品中的挥发性成分,对采集到的质谱图用NIST 05谱库检索,并根据已有标样的色谱保留时间和保留指数,确定香气成分的化学组成,利用已有的化合物制备标准曲线进行定量。根据DXS的ORF序列设计引物,以充分成熟的样品RNA反转录获得的cDNA为模板,通过多次独立PCR扩增获得‘亚历山大’DXS的ORF片段,根据测序结果分析单核苷酸多态性位点。根据萜类生物合成途径中的8个关键酶基因序列设计引物,使用Ubiquitin,EF1-α和GAPDH 3个看家基因做为内参,进行实时定量PCR,检测这些基因的转录丰度。【结果】从转色后至成熟期,在检测到的所有单萜中里那醇和香叶醇的含量远高于其它单萜,多种萜类浓度逐渐上升,其中里那醇、月桂烯、柠檬烯上升6-8倍,香叶醇、萜品醇、香叶醛和萜品油烯上升2-3倍,玫瑰醚和橙花醛含量变化较小,果实中里那醇、香叶醇、氧化玫瑰和月桂烯的含量高于嗅闻阈值。在单萜生物合成早期途径中,DXS1的表达从转色开始缓慢上升,在花后15周迅速上调,上升约5倍。DXS3则从12周开始迅速上升。DXR表现出波动变化规律。HDR的表达量在前期合成酶基因中是最高的,能达到DXS1、DXS3、DXR的10-20倍;在合成途径中期的2个基因FPPS和GPPS,从转色后至成熟期表达量持续上调,FPPS的表达量上升了4倍,GPPS的表达量上升了2倍;在合成途径的后期,Liner-syn和Terp-syn在花后的11-15周都出现表达量升高,所有基因在花后17周出现明显的表达下降。单萜总量从花后12-16周迅速积累,这与同期DXS3、DXR、HDR、GPPS、FPPS的表达上调的趋势相一致。通过相关性分析结果显示萜类总量与DXS3的相关系数为0.831。‘亚历山大’DXS1的cDNA的开放阅读框全长2 151 bp,编码716个氨基酸,通过多次独立克隆后对测序结果进行比对,在该序列中发现了16个单核苷酸多态性位点,导致4个位置编码的氨基酸发生变化。【结论】单萜合成途径中多个关键酶基因后期表达上调,导致成熟过程中单萜化合物含量上升2-8倍,DXS3与单萜总量的积累具有显著的相关性。     

早中熟鲜食葡萄5个品种及其亲本果实单萜成分分析

以早中熟鲜食葡萄品种‘瑞都香玉’、‘瑞都红玫’、‘瑞都早红’、‘瑞都红玉’、‘瑞都脆霞’及其亲本‘京秀’和‘香妃’为试材,采用顶空固相微萃取结合气质联用技术,辅助自动质谱图解卷积和鉴定系统(AMDIS),测定果实游离态单萜化合物的含量,共检测到29种单萜类化合物,不同品种含量差异较大,父本‘香妃’中的含量高达2 153.63μg·L~(-1),约为母本‘京秀’的150倍,‘瑞都香玉’的含量高于1 000μg·L~(-1),‘瑞都红玉’、‘瑞都红玫’和‘瑞都早红’较为接近,‘瑞都脆霞’低于50μg·L~(-1)。‘香妃’和‘瑞都香玉’中单萜物质的香气值(OAVs)最大,而在‘瑞都脆霞’和‘京秀’中,所有单萜化合物的香气值都低于嗅觉阈值(OAVs1),这与多年对各个品种的感官分析结果基本相符。主成分分析(PCA)结果表明,前两种主成分的累计方差贡献率为84.79%,第一主成分代表变量有:(E,Z)–别罗勒烯和(Z)–别罗勒烯、里那醇、(E)–β–罗勒烯和(Z)–β–罗勒烯、柠檬烯、异松油烯、cis–氧化玫瑰和trans–氧化玫瑰、β–月桂烯;第二主成分代表变量有:香叶醇、香叶醛、γ–香叶醇、橙花醛、trans–呋喃型氧化里那醇。香气特征主要表现为花香和果香,花香的主要贡献者是里那醇、柠檬烯、cis–氧化玫瑰和trans–氧化玫瑰,果香的主要贡献者是里那醇、柠檬烯和香叶醇。     

延迟采收对‘梅鹿辄’葡萄果实品质的影响

生产上常通过测定葡萄果实的糖、酸质量分数确定采收时期,而葡萄果实的酚类物质与糖、酸合成并不完全同步,其质量分数在传统采收期并未达到最高。以2013年北京市延庆县张山营镇下营村2个地块的‘梅鹿辄’葡萄果实为试材,分析从正常采收至延迟采收期间浆果的果粒质量、体积、总酸质量分数、可溶性固形物°Brix值以及酚类物质(包括总酚、花色苷及黄酮醇)质量分数的变化。结果表明,葡萄果实单粒质量和体积以及总酸质量分数随采收期的推迟呈下降趋势,浆果果皮/浆果质量比以及可溶性固形物°Brix值则呈上升趋势。果实酚类物质质量分数随采收时间推迟均呈上升趋势,通过延迟采收显著提高2个地块葡萄果实的总酚、花色苷及黄酮醇质量分数。因此,在9月末至10月初降雨较多的年份,延庆地区‘梅鹿辄’葡萄可推迟至10月20日以后采收,通过延迟采收能够提高延庆地区‘梅鹿辄’葡萄果实品质。     

甜杨抗冻转录因子ICE1基因的in silico克隆及其分析

ICEl基因编码类似MYC的bHLH转录因子,可特异地结合到CBF3启动子的MYC作用元件并诱导CBF/DREB1下游基因的转录表达.本文采用电子克隆的方法,以拟南芥ICE1蛋白序列为信息探针,利用杨树EST数据库和毛果杨基因组序列拼接的结果,设计引物并通过RT-PCR从甜杨克隆了杨树的第一个ICE1基因.其cDNA长1 706 bp,含有完整的开放阅读框,可编码543个氨基酸的MYC类蛋白.编码蛋白序列含有bHLH区,核定位信号(NLS)区,富S区和转膜区各1个.Blast分析表明,cDNA序列及其推导的氨基酸序列均与拟南芥和芥菜的ICE1存在着较高的同源性,说明所获得的cDNA可能是甜杨ICE1基因(PsICE1,DQ481236).通过网络服务器平台进行PsICE1的功能预测,结果显示PsICE1含有bHLH保守功能域,具有多个磷酸化位点和跨膜区域.另外,ICE1的电子表达谱分析结果发现,ICE1几乎可在植物中整株表达,在多种组织和不同发育过程均表达,这也在一定程度上说明了ICE1是组成型表达,以及ICE1可能在植物的生长发育中也起着重要作用.     

开放式“生物化学实验”教学模式的改革实践

"生物化学实验"属于实践性和应用性很强的课程,它在生物学创新型人才培养建设中起着非常重要的作用。针对食品科学与工程专业人才培养的目标及要求,在强化生物化学理论课教学效果的同时,对"生物化学实验"课程的内容及教学方法进行了改革,建立了以学生为主体的开放式创新型实验教学模式,以期达到提高生物化学实践教学的效果,为学生后续专业课程的学习以及从事本专业及相关专业的科学研究打下坚实基础。