苹果花青苷调控基因MdMYB111的功能鉴定

克隆红肉苹果‘红心16号’果实的MdMYB111,原核诱导并获得其重组蛋白,对MdMYB111进行生物信息学分析,测定其在果肉色泽差异明显的品种‘红心16号’和‘红脆1号’果实中的表达水平,并通过转基因鉴定其功能。结果表明,MdMYB111的开放阅读框为720 bp,编码239个氨基酸,预测其蛋白大小为26.93 kD;进化树分析发现MdMYB111和MdMYB16在同一个进化支上,且其蛋白C端存在EAR抑制序列;‘红心16号’果实成熟期果肉全部呈现红色,并且颜色较深;‘红脆1号’果实成熟期果肉呈现浅红色,红色范围较小。‘红心16号’果实花青苷含量和MdANS、MdUFGT、MdMYB9、MdMYB10、MdMYB11的表达水平均高于‘红脆1号’,但MdMYB16和MdMYB111的表达水平低于‘红脆1号’;在新疆红肉苹果愈伤中过表达MdMYB111,能够抑制MdANS和MdUFGT的表达并降低花青苷的含量。综上所述,MdMYB111可能参与花青苷合成途径并抑制其合成。     

MdMYB1转录因子调控红星苹果果实着色的计算机模拟分析及表达验证

 从‘红星’苹果(Malus domestica‘Delicious’) 果实中克隆获得了MdMYB1基因, 通过生物信息学分析( in silico analysis) 和活体细胞融合蛋白荧光观察, 确定其编码蛋白定位于细胞核。同时, 克隆了MdDFR和MdUFGT基因的启动子, 模拟分析表明2个基因的启动子序列中含有MYB结合的顺式作用元件。为了探讨MdMYB1转录因子是否调控MdDFR和MdUFGT基因的表达, 对不同光照条件下果皮花青素含量和基因表达进行了检测, 结果表明光照能够诱导花青素积累, 并迅速启动3个基因表达, 且3个基因表现出高度相似的表达模式, 表明MdMYB1转录因子可能直接调控MdDFR和MdUFGT基因的表达。     

查尔酮合酶基因对桃果实花色苷代谢的影响

从桃（Prunus persica）果皮中克隆了493 bp的查耳酮合酶（Chalcone Synthase,CHS）基因片段,利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）构建干扰载体TRV-LIC-CHSi,通过农杆菌渗入法沉默目的基因CHS的表达,从而研究CHS在桃果实花色苷代谢途径中的功能。干扰CHS基因的表达后,CHS的表达量降低88.8%,果皮中花青素糖苷含量下降87%,槲皮素糖苷含量下降35%,绿原酸含量升高57%,原花青素含量、儿茶素含量和山奈酚糖苷含量无显著变化。研究结果表明,沉默CHS基因,会使整个花色苷代谢途径转向绿原酸及其复合物方向。CHS基因调控着类黄酮类物质的代谢方向,是花色苷代谢途径中的重要基因。     

苹果芽变品种珍富果实品质和花青苷合成基因表达分析

【目的】测定2001富士及其芽变品种珍富之间果实品质及花青苷合成相关基因表达水平差异,明确珍富品种特性,为其示范推广提供参考依据,也为研究果皮颜色芽变机制提供理论支撑。【方法】以芽变品种珍富及2001富士果实为试材,对其采收期及贮藏14 d后果实外观、内在品质、花青苷含量和合成相关基因表达水平进行测定。【结果】与2001富士相比,芽变品种珍富果实采收日期可以提前6 d,盛花期至采收期提前6 d;采收期及贮藏14 d后,外在品质方面,珍富果皮亮度、饱和度、花青苷总量及3种不同花青苷的含量均显著高于2001富士,但二者单果质量及果形指数无显著差异;果实内在品质方面,采收期及贮藏14 d后,珍富果实的可溶性固形物、维生素C含量及固酸比都显著高于2001富士,但珍富的可滴定酸含量显著低于2001富士;二者果肉硬度、破裂力在采收期及贮藏期均无显著差异;10个花青苷合成关键结构基因及5个转录因子类调控基因都有不同程度的提高,关键结构基因MdC4H、MdANS、MdUFGT及转录因子基因MdMYB10、MdMYB11、MdERF3表达量显著提高。【结论】采收期及贮藏14 d后,红色芽变品种珍富果皮亮...     

苹果乙烯响应因子MdERF1B-like的克隆与功能鉴定

以‘泰山早霞’苹果发育期中未着色和着色的果实为试材,利用q RT-PCR分析花青苷和乙烯通路相关基因的表达。分离出1个乙烯响应因子,暂命名为MdERF1B-like(MDP0000167207),其开放阅读框为690bp,编码229个氨基酸。在‘泰山早霞’苹果着色与未着色果实中,MdERF1B-like表达量变化与花青苷合成基因MdDFR、MdANS和调控基因MdMYB9的表达趋势一致。系统进化树分析表明,MdERF1B-like位于第Ⅸ组,与PyERF1B-like亲缘关系最近。在‘王林’苹果愈伤组织中过表达MdERF1B-like,其花青苷含量显著高于对照。分析MdMYB9启动子序列,其长度为746 bp,序列中含有1个ERF潜在结合元件RAA(TGTTG),酵母单杂表明MdERF1B-like与MdMYB9启动子结合。进一步通过荧光素酶报告试验验证MdERF1B-like促进MdMYB9启动子的转录活性。因此,MdERF1B-like可能通过对MdMYB9的调控来促进苹果花青苷积累。     

不同光质补光对富士苹果果实品质的影响

【目的】探究不同光质补光对富士苹果果实品质的影响,为提高苹果果实品质提供参考依据。【方法】以7年生烟富3/M9-T337为材料,以自然光为对照,设置7个补光处理,分别为白光（W）、蓝光（B）、红光（R）、紫外光（UVA）、红蓝光组合9∶1、6∶1、3∶1(BR1、BR2、BR3),测定果实品质以及色泽形成相关关键基因表达差异。【结果】不同光质补光条件下可溶性糖含量BR3>R>B>W>RB2>CK。蓝光显著降低可滴定酸含量。BR3处理显著增加果实中可溶性固形物含量,达到了对照组的1.18倍。红光、紫外光、BR3处理维生素C含量分别比对照增加28.35%、18.53%、10.49%。BR3中花青苷含量最高,是对照组的1.6倍。BR3处理色泽形成相关关键基因MdDFR、MdUFGT、MdCHS、MdF3H、MdMYB10上调最为显著,分别是对照组的4.17倍、1.94倍、5.23倍、6.71倍、5.03倍。【结论】BR3处理条件下,果皮中花青苷含量最高,色泽形成相关基因表达量上调最为显著,同时也能够增加果实维生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量,降低可滴定酸含量,...     

苹果果实酚类物质含量与果实苦涩关系的研究

 以富士苹果为试材, 利用高效液相色谱(HPLC) 研究了果实酚类物质含量与果实苦涩的关系以及酚类物质在果实中的分布。结果表明, 苦涩的幼果中, 根皮素和儿茶素含量均高达成熟果实的30多倍; 表儿茶素、原花青素和绿原酸含量分别为成熟果实的10倍左右。在成熟果实中, 有涩味的果实其绿原酸、儿茶素、表儿茶素和原花青素含量显著高于风味正常的果实; 有苦味的果实其根皮素和原花青素含量显著高于风味正常的果实; 苦涩味均较强的果实其绿原酸、儿茶素、表儿茶素、根皮素和原花青素含量最高。苦痘病果病变组织中根皮素和原花青素含量分别是正常组织的15倍和3倍。绿原酸、儿茶素、表儿茶素和原花青素是引起苹果果实涩感的主要物质; 根皮素、儿茶素和原花青素是引起苦味的主要物质。成熟果实中绿原酸主要分布于种子、果心和果肉; 儿茶素、表儿茶素和槲皮素主要分布于果皮; 原花青素主要分布于果皮中, 果肉和果心中也有分布; 根皮素则主要分布于种子、果皮和果心中。     

新疆野苹果多酚物质的遗传多样性

以新疆野苹果(Malus sieversii)30个单株的成熟果实为试材,对果实多酚物质的组成、含量及遗传多样性进行了研究,结果表明：新疆野苹果30个单株多酚物质含量存在广泛的遗传变异,变异系数均在36.12%以上,遗传多样性极为丰富;鉴定出原花青素、没食子酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、表儿茶素、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、根皮苷、槲皮素、肉桂酸、根皮素等13种多酚物质,其中原花青素、表儿茶素、根皮苷和绿原酸是野苹果的主要多酚组分,总酚及主要多酚物质含量显著高于栽培苹果(Malus domestica)品种红星。     

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。     

早熟苹果花青苷积累与其相关酶活性及乙烯生成之间的关系

 以生长发育期相近但着色不同的早熟苹果‘泰山早霞’（红色）和‘辽伏’（绿色）为试材,研究果实生长发育过程中果皮花青苷含量和PAL、CHI、UFGT 活性,以及乙烯释放速率的变化。结果显示：①在果实发育过程中,‘泰山早霞’花青苷含量与苯丙氨酸解氨酶（PAL）、查尔酮异构酶（CHI）、类黄酮半乳糖苷转移酶（UFGT）活性均明显高于‘辽伏’。②两个早熟苹果在采收前均有乙烯释放高峰,并且乙烯释放高峰早于花青苷的迅速积累;喷施1-MCP 后果实的乙烯释放速率降低,花青苷合成随之显著减少：说明乙烯启动并调控早熟苹果成熟期花青苷的积累。③‘泰山早霞’发育后期花青苷含量与UFGT活性显著正相关,乙烯可能是通过调控UFGT 酶的活性来促进花青苷的合成。     

高温锻炼对苹果果皮适应突发性强光能力的影响

以苹果的套袋果实为试材,研究了离体条件下高温锻炼后果皮对自然强光的响应反应。结果表明：高温锻炼明显提高果皮POD和PPO活性,果皮甲醇提取物总抗氧化剂活性也明显提高,其中表儿茶素、绿原酸、水杨酸含量提高。高温锻炼后将除袋果实移至自然强光下,在短时间内果皮仍能维持较高的抗氧化能力,对强光胁迫产生的自由基的清除能力比对照果实强,从而可以延缓果实日烧症状的发生。     

苹果果实酶促褐变底物及多酚氧化酶活性的研究

 以5个苹果品种为试材，研究了果实的褐变度，绿原酸、儿茶素和表儿茶素含量及多酚氧化酶(PPO)对不同底物的活性。结果表明，‘富士’果实褐变度最高，其次为‘新红星’，‘金冠’最低。3种酚类物质总量新红星和富士最高，金冠最低。儿茶素仅在‘乔纳金’和金冠果实中检测到少量。富士果实绿原酸含量显著高于表儿茶素，新红星和‘王林’表儿茶素含量显著高于绿原酸。以绿原酸为底物，PPO活性新红星最高，其次是富士和金冠，王林最低。以表儿茶素为底物，富士、乔纳金和王林PP0活性显著高于金冠和新红星。以儿茶素为底物，王林PPO活性最高，其次是富士，新红星最低。     

苹果MdMYB2基因的克隆及功能鉴定

以‘嘎拉’苹果为材料,采用同源克隆和PCR技术分离了苹果基因MdMYB2(基因序列号:MDP0000823458)。MdMYB2的开放阅读框(ORF)长度为873 bp,编码含有290个氨基酸的蛋白,预测其蛋白质分子量为32.92 kD,等电点为4.91。系统进化树分析显示,苹果MYB2与梨MYBL2亲缘关系最近,同源性最高。组织表达分析表明,MdMYB2在苹果的各个组织均有表达,在茎和果实中表达相对较高。MdMYB2的表达明显受盐胁迫的诱导。构建了MdMYB2的表达载体,并通过农杆菌介导的遗传转化得到了转基因苹果愈伤和转基因拟南芥植株。抗性试验表明,过量表达MdMYB2明显提高了转基因苹果愈伤对盐胁迫的抗性。此外,异位表达MdMYB2也能提高拟南芥对盐胁迫的抗性,以上试验结果表明MdMYB2在植物盐胁迫响应中发挥重要作用。     

苹果树皮中12种酚类化合物的HPLC测定方法

【目的】为了建立高效液相色谱法(HPLC)同时测定苹果树皮中没食子酸、儿茶酚、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、表儿茶素、香豆酸、阿魏酸、芦丁、根皮苷、槲皮素、根皮素12种酚类化合物的方法,【方法】选用Eclipse XDB C18色谱柱(150 mm×4.6 mm i.d,5μm),以甲醇和1%乙酸溶液作为流动相进行梯度洗脱,利用VWD检测器,在各种酚类物质的最优吸收波长下进行检测,【结果】得到12种酚类化合物的线性回归方程,相关系数均在0.999以上,检出限(3RSN)分别为0.02、0.02、0.03、0.01、0.02、0.03、0.01、0.01、0.03、0.03、0.05和0.01 mg.L-1。色谱测定方法和包含样品处理方法的加标回收率分别在56.54%～98.83%和90.95%～100.90%。【结论】整个提取和分析测定流程简便、快速、准确,适合苹果树皮中酚类化合物的分析测定。     

Cultivar variation in apple peel and whole fruit phenolic composition

The quali-quantitative distribution of phenolic compounds varies considerably between apple flesh and peel, but the concentration of phenolics is substantially higher in the peel than flesh. Because the peel comprises only a small percentage of the entire fruit weight, its significance as a donor of phenolics is disputable. We assessed the contribution of the peel to the total phenolic yield of 19 apple cultivars. Calculations were based on the weight of the whole fruit and the peel (which is frequently discarded) and the concentration of individual phenolic compounds. On average, 8, 24, 32, 50 and 66% of chlorogenic acid, (+)-catechin, (−)-epicatechin, phloridzin, and rutin, respectively, were present in the peel, which constitutes about 6–8% of the whole apple weight. With the exception of chlorogenic acid, 50% or more, on average, of the above phenolics were present in the peel of ‘Granny Smith’, ‘Idared’, ‘Red Rome’, ‘Jonamac’ and ‘Gloster’ apples; the highest percentage was found in ‘Starking Delicious’ apple peel (82%). The lowest peel contribution to total phenolic content per whole apple ranged between 26 and 29% and was observed in ‘Pilot’, ‘McIntosh’ and ‘Prima’ apples. Presented results may be useful for further investigations of the relationship between phenolics and agronomical parameters or future selection of apple genotypes having improved nutritional quality when consumed as fresh or as processed apple products.     

Delayed harvest improves red blush development and quality of ‘Cripps Pink’ apple

The poor red blush development on ‘Cripps Pink’ (Malus x domestica Borkh.) apple fruit at commercial maturity (CM) reduces the economic return to apple growers in warmer regions of the world. The effects of delayed harvest maturity up to 6 weeks following CM on the development of red blush and fruit quality of ‘Cripps Pink’ apple were investigated at two locations in Western Australia during 2003 and 2004. The red blush, export-grade fruit, total anthocyanin, cyanidin 3-galactoside, chlorogenic acid, catechin, and epicatechin of apple fruit skin tissues increased with advancement of harvest maturity at both locations in both years, whereas hue angle, concentration of phloridzin, fruit firmness, and titratable acidity (TA) of apple fruit tissues decreased with delayed harvest. The internal ethylene concentration was elevated with the delayed harvest. The concentrations of quercetin 3-galactoside, quercetin 3-arabinoside, quercetin 3-rutinoside, quercetin 3-rhamnoside, and quercetin 3-glucoside increased up to 2 weeks following CM, and then declined in 2003 at both locations and at Perth Hills in 2004. Delayed harvest resulted in improved development of red blush on the fruit surface, accumulation of total anthocyanin, cyanidin 3-galactoside, chlorogenic acid, catechin, epicatechin, and quercetin glycosides in fruit skin, SSC:TA ratio and reduced fruit firmness possibly due to the increased ethylene production.     

Response of the phenylpropanoid pathway to Venturia inaequalis infection in maturing fruit of ‘Braeburn’ apple

Summary

This study investigated the activities of key enzymes in the phenylpropanoid pathway and the accumulation of phenolic products in apple peel in response to infection with Venturia inaequalis [(Cooke) G. Wint.]. We compared healthy apple peel with apple peel showing symptomatic scab lesions, and with peel tissue from 1 – 2 mm around the scab lesions in fruit 1 month before maturity [140 d after full bloom (DAFB)] and at physiological maturity (175 DAFB). Infection with V. inaequalis enhanced the synthesis of some phenolic compounds. Compared to healthy peel, scab lesion tissue had ≤ 3.1-times higher hydroxycinnamic acid content, ≤ 1.3-times higher dihydrochalcone content, and ≤ 3.9-times higher flavan-3-ol content. Scab lesions showed slightly higher phenylalanine ammonia-lyase, chalcone synthase, chalcone isomerase, flavonol synthase, and dihydroflavonol 4-reductase activities. The total amount of phenolics remained relatively stable between the two sampling dates, except for epicatechin and caffeic acid which decreased in amount toward fruit maturity, and levels of catechin which increased in more mature fruit. During fruit maturation, only chalcone synthase and chalcone isomerase activities decreased in all tissues examined. This study showed that the phenylpropanoid pathway in apple fruit peel changed significantly following infection with the apple scab pathogen.     

‘紫红1 号’红肉苹果果肉抗氧化性及花色苷分析

 ‘紫红1号’是新疆红肉野苹果[Malus sieversii f. neidzwetzkyana（Dieck）Langenf.]与‘富士’苹果杂交的F₁代中的一株果肉全红的株系。以其为试材,测定其果肉的花色苷、多酚、类黄酮含量及其抗氧化能力,结果表明其果肉花色苷含量为228.3 mg · kg^-1 FW,总酚含量为2 523 mg · kg^-1 FW,类黄酮含量为2 514 mg · kg^-1 FW,其抗氧化能力（ferric reducing antioxidant power,FRAP）为13.39 μmol · g^-1。利用液质联用（UPLC-PAD-/MS/MS）鉴定了红肉苹果果肉花色苷的主要组分有9种,其中4种分别为矢车菊3–O–葡萄糖苷、矢车菊3–O–半乳糖苷、矢车菊3–O–木糖苷、矢车菊3–O–阿拉伯糖苷,其中矢车菊3–O–半乳糖苷占73.37%,另外5种暂不能确定其结构。本研究表明花色苷的稳定性,发现该色素在pH 1 ~ 3,40 ℃以下比较稳定,高温加速花色苷的降解。花色苷对光照敏感,暴露在室内自然光下15 d其残留率为41.53%。