园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展

园艺植物富含类胡萝卜素,提高类胡萝卜素含量是园艺作物育种目标之一。概述了近年来在高等植物中类胡萝卜素的合成、氧化裂解和其它衍生代谢途径的研究进展,并在结构基因调控、转录因子调控、转录后调控和库源调控等多个层面上阐述了类胡萝卜素生物合成调控机制。其中,调控类胡萝卜素合成的转录因子已经成为近年来研究的热点,主要分为直接调控类胡萝卜素合成和影响果实成熟进而间接调控类胡萝卜素合成两大类。随着研究的不断深入,新转录因子、新基因和新调控方式正不断被挖掘。     

辣椒果实类胡萝卜素研究进展

辣椒成熟果实中类胡萝卜素的种类及主要类胡萝卜素的含量决定了辣椒成熟果实的颜色。本文综述了近年来国内外学者在辣椒果实类胡萝卜素研究方面取得的进展,阐述了辣椒果实类胡萝卜素类物质的生物合成途径,辣椒果实颜色遗传规律,以及生物合成途径中主要酶类的研究进展。     

枇杷果实类胡萝卜素研究进展

类胡萝卜素是成熟枇杷果实的主要色素,其种类和含量决定果实的外观品质和营养价值。枇杷根据果肉颜色分为白肉枇杷和红肉枇杷2种类型,不同类型颜色的差异是由枇杷类胡萝卜素的种类及主要类胡萝卜素的含量差异所致。笔者综述了近年来国内外学者在枇杷果实类胡萝卜素研究方面取得的进展,阐述了枇杷果实类胡萝卜素的种类和含量、枇杷果实发育和贮藏过程中类胡萝卜素含量的变化规律、生物合成途径中相关基因的表达,以及质体结构与类胡萝卜素积累的关系,提出了今后的研究方向。     

柑橘β-柠乌素积累及其调控研究进展

色泽是果实外观品质的重要指标,类胡萝卜素是柑橘等成熟果实的特征色素,其积累影响果实外观。β-柠乌素是一种红色类胡萝卜素,在柑橘成熟果实红色色泽形成中起着重要作用。笔者从β-柠乌素物理化学特性、在柑橘中的分布、合成途径、关键基因类胡萝卜素裂解双加氧酶4(CCD4)、影响/调控积累的果实发育阶段、温度、乙烯和GA_3等内外因子等方面综述了柑橘β-柠乌素积累及其调控研究进展,并对未来研究热点作了展望,以期为增进柑橘果实色泽提供参考。     

宫内伊予柑果实发育期间色泽和色素的变化

 以宫内伊予柑为试材, 对果实发育期间色泽、色素种类及含量, 尤其是类胡萝卜素组分进行了研究。结果表明, 幼果中高含量的叶绿素使果实呈现青绿色, 采前8周起类胡萝卜素开始积累, 采前4周起随叶绿素含量下降黄色得以显现。果实类胡萝卜素主要存在于果皮中, 成熟果实果皮类胡萝卜素含量达囊瓣的16.62倍, 总量占整果的83.62%。用高效液相色谱—二极管阵列检测(HPLC - PDAD) 技术,对采前12周至采收期的果皮类胡萝卜素组成进行了分析, 共分离出类胡萝卜素组分23种, 其中7种得到鉴定。在采收期果皮中, 已鉴定的类胡萝卜素中以β - 隐黄质和玉米黄素较丰富, 占总类胡萝卜素的8.00%和6.78%; β - 胡萝卜素不足总类胡萝卜素的1% , 没有检测出α - 胡萝卜素和番茄红素。果实成熟过程中β - 隐黄质及玉米黄素含量上升, 并伴随α - 胡萝卜素、叶黄质和β - 胡萝卜素含量下降, 暗示类胡萝卜素的β主链合成能力和β环羟化活性急剧增强, 与此同时, 阿朴类胡萝卜素的出现则表明类胡萝卜素的裂解能力随果实成熟而上升。     

中国农业大学揭示NAC转录因子NOR-like1调控番茄果实成熟的分子机制

<正>2018年12月21日,《Horticulture Research》在线发表了中国农业大学食品科学与营养工程学院果实成熟生物学实验室罗云波、傅达奇团队题为"A NAC tranion factor, NOR-like1, is a new positive regulator of tomato fruit ripening"的研究论文。研究揭示了NAC家族转录因子NOR-like1是番茄果实成熟的正调控因子,鉴定了NOR-like1调控乙烯合成、叶绿素降解、类胡萝卜素积累以及果实软化途径中     

研究发现番茄果实中叶绿素代谢调节基因

正番茄果实成熟过程中伴随着叶绿素的降解及类胡萝卜素和类黄酮的积累。来自重庆大学的科研团队在研究中发现,SlMYB72基因在调节叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮代谢方面具有重要作用,为园艺作物改善果实营养提供了潜在的靶点。相关成果于2020年5月发表在《植物生理学》杂志。番茄基因SlMYB72属于转录因子R2R3-MYB亚家族,位于细胞核内,具有转录激活活性。科研团队发现,SlMYB72基因的下调导致果实颜色不均匀,即在未成熟和成熟的绿色果实     

彩色番茄新品种引种比较试验报告

为丰富扬州市番茄果实色彩，满足市场需求，引进不同色彩番茄材料多份，测定了果实成熟过程中可溶性糖、可溶性固形物、有机酸含量、糖酸比、番茄红素、类胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量等的动态变化。掌握这些变化规律，对扬州市栽培彩色番茄管理措施的实施和生理生化的研究均具有重要意义。     

枸杞果实发育过程中果实色素、糖含量的变化

枸杞果实生长发育过程中叶绿素含量呈下降的趋势,而花青苷含量、类胡萝卜素含量呈上升的趋势,类黄酮含量有升有降,至果实成熟时降至最低点.枸杞果实成熟时其主要色素为花青苷、类胡萝卜素,花青苷:类胡萝卜素为1:5.46.枸杞可溶性总糖含量的变化趋势为前期变化不明显,近成熟迅速积累至最高.成熟时果糖、葡萄糖含量均急剧增加,果实花青苷、类胡萝卜素含量与不同种类糖含量之间呈极显著正相关.     

黄色线辣椒及其杂交组合品质特性研究

以自然突变的黄色果实成熟色线辣椒资源HJ2002为母本,3份红色果实成熟色线辣椒纯系为父本,采用顶交法配制杂交组合,研究了果实成熟过程中的维生素C、可溶性糖、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化特点。结果表明:维生素C、可溶性糖、类胡萝卜素含量随着果实的生长成熟而增加;叶绿素含量在果实成熟过程中逐渐减少;母本HJ2002在果实生理成熟期仍含有一定量的叶绿素,而F_1代在生理成熟期叶绿素含量几乎为零;通过相关性分析发现,线辣椒果实中叶绿素与类胡萝卜素含量在成熟过程中呈显著的负相关;少量叶绿素b的存在可能是黄色线辣椒突变材料成熟期颜色表现构成的重要遗传因素。     

植物果实发育调控的分子机理研究进展

果实的发育与成熟是一个复杂的过程,果实大小、形状、颜色、品质、风味等都随着果实发
育和成熟而变化,并受一系列果实发育相关基因的影响和调控。研究植物果实发育调控的分子机理对于今
后提高果实品质具有重要的意义。因此,本文主要综述了拟南芥和番茄中果实发育与成熟相关基因的发掘
与相互作用,以及果实发育调控的分子机理研究进展,为今后的果实发育研究和育种工作的开展提供一定
的理论指导。     

甘露聚糖酶与番茄果实硬度的关系

摘　要：本试验采用逆转录法从番茄品种Micro-Tom的成熟果皮中分离得到LeMan4基因,构建了LeMan4反义基因的植物表达载体pBI121-RLeMan4,并通过根癌农杆菌EHA105将其转化番茄,根据NptⅡ序列对抗性植株进行PCR和Southern检测分析,并进行了转基因植株的生理检测。结果表明,NptⅡ序列已整合到番茄基因组中,各转基因植株果实的甘露聚糖酶活性被抑制在12.2 %以下,果实硬度比对照高,但果实都能够成熟和软化,这说明甘露聚糖酶活性与果实软化有关,但却不是番茄果实成熟软化的必要因子。     

番茄绿熟期果实硬度与果皮结构及果胶含量的关系

比较硬果型番茄TS330 和软果型番茄A57 不同发育阶段的果实硬度变化,结果表明：绿熟期、转色期、红熟期TS330 果实硬度均显著高于A57,其中绿熟期果实硬度差异最大。绿熟期TS330 果皮细胞壁厚度、细胞致密度（单位厚度的细胞层数）和果胶含量显著高于A57。TS330、F₁（TS330×A57）、A57 绿熟期果实硬度依次为26.86、21.09、19.11 kg ·cm^-2。番茄果实硬度与果皮细胞致密度（相关系数0.96）、果胶含量（相关系数0.99）密切相关。TS330×A57 的F₂ 果实硬度 趋向正态分布,表明果实硬度受多位点控制。     

日光温室基质袋培番茄东西垄向栽培模式研究

在滑盖式现代节能日光温室采用基质袋培方式开展了番茄东西垄向栽培模式研究,通过分析番茄不同垄向栽培的冠层小环境、植株长势、产量、品质指标,探讨日光温室番茄东西垄向栽培模式产量形成影响因素。结果表明:当栽培密度相同时,与南北垄向相比,东西垄向番茄冠层辐射量和冠层空气温度较高。东西垄向EW-4处理(2.9株· m~(-2))、南北垄向SN-1处理(2.9株· m~(-2))和SN-3处理(2.9株· m~(-2))的茎粗、叶面积、叶面积指数及地下部干质量无显著差异。EW-4处理株高比SN-3处理显著提高13.07%;地上部干质量为473.10 g,分别比SN-1和SN-3处理显著降低19.26%和6.86%;平均单果质量和单位面积产量均显著高于SN-1和SN-3处理;果实可溶性固形物含量高于SN-1和SN-3处理。东西垄向不同栽培密度处理中,EW-1处理(2.2株· m~(-2))植株冠层辐射量较高,EW-4处理冠层空气温度较高。EW-5处理(3.3株· m~(-2))的株高和叶面积指数明显高于其他处理;EW-4处理叶面积及地上部干质量较大;EW-1处理地下部干质量显著高于其他处理。产量方面,EW-3处理(2.6株· m~(-2))的平均单株产量和单位面积产量分别为3.68 kg ·株~(-1)和9.57 kg · m~(-2),明显高于其他处理。各处理番茄果实可溶性糖、有机酸、VC含量和糖酸比均无显著差异。通径分析结果表明平均单果质量和平均单株产量对不同垄向袋培番茄单位面积产量有直接影响。综上,在滑盖式日光温室内,基质袋培番茄采用东西垄向栽培时产量高于南北垄向,以东西垄向栽培密度为2.6株· m~(-2)进行生产可得到较高产量。     

遮光性套袋对黄肉桃类胡萝卜素合成及相关基因表达的影响

以‘金童6号’和‘金童8号’黄肉桃为试材,于花后60 d时套袋对果实进行遮光处理,研究遮光对果实叶绿素和类胡萝卜素积累的影响,以及类胡萝卜素合成关键基因的表达差异。结果表明：伴随果实成熟,叶绿素含量逐渐降低,且3个采样时期套袋果实中的叶绿素含量均显著低于不套袋的对照;类胡萝卜素含量逐渐升高,但未成熟期套袋果实低于对照,成熟期则显著高于对照。利用高效液相色谱（HPLC）对果肉类胡萝卜素组分的分析表明：在黄肉桃果实未成熟期,类胡萝卜素以叶黄素和β–胡萝卜素积累为主,表现出叶绿体合成途径特征;进入成熟期,有色体类胡萝卜素合成途径占据优势,形成更为稳定的酯化类隐黄质和紫黄质,并且套袋果实中酯化类胡萝卜素的积累水平明显高于对照果实。此外,分子证据表明伴随果实成熟,类胡萝卜素合成关键基因HDR（羟甲基丁烯基–4–二磷酸还原酶）、PSY1（八氢番茄红素合成酶1）、PSY2（八氢番茄红素合成酶2）、PDS（八氢番茄红素脱氢酶）和HYB（β–胡萝卜素羟化酶基因）在套袋和不套袋果实中均呈现上调表达趋势。值得注意的是,DXS（1–脱氧– D–木酮糖–5–磷酸合成酶基因）、PSY2和PDS基因在成熟期套袋果实中的表达水平低于对照,而HYB基因的表达水平显著高于对照。     

番茄抗旱基因工程研究进展

番茄抗旱性是由许多微效基因座和数百个影响干旱形态和生理反应的基因控制的,阐明番茄抗旱的分子机制、开发分子标记辅助选择将有助于加速培育具有抗旱性的番茄新品种。本文概述了番茄抗旱分子机制的研究进展、番茄在干旱条件下的形态特征变化和抗旱育种,重点阐述了番茄抗旱性基因工程改良方面的研究进展,为进一步应用现代生物技术进行植物抗旱性基因工程改良和分子标记辅助选择育种提供方法和思路。     

不同栽培密度和钾钠离子处理对基质培番茄产量与品质的影响

以优质番茄品种京采6 号为试材,研究了不同栽培密度（3.8、5.0 株 · m^-2）与离子处理（K⁺、Na⁺）对基质培番茄生长、产量与品质的影响,构建了番茄果实品质综合评价指数TQI。结果表明：提高营养液中的K⁺ 浓度,能够在不影响产量的同时增加番茄第2 穗果实可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比和VC 含量;栽培密度对番茄产量和品质的影响较小;栽培密度× 离子互作显著影响了第1 穗果实有机酸、亚硝酸盐含量与糖酸比;第2 穗果是生产高品质番茄的关键,其在3.8 株 · m^-2与高K+ 营养液条件下可获得最高的TQI。综合来看,建议在实际生产中控制栽培密度为3.8 株 · m^-2,同时采用高K+ 营养液灌溉,可在稳产条件下获得高品质番茄。     

灌溉量对限根栽培番茄生长和品质的影响

为了明确灌溉量对番茄品质的调控效果,利用限根槽培无土栽培系统,对不同灌溉量（2.0、1.6、1.2、0.8、0.4 L · d-¹）下番茄的生长、叶片光合参数、产量、品质及代谢相关酶等变化规律进行研究。结果表明,减少灌溉量显著抑制了番茄的生长,降低了叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂ 浓度、蒸腾速率,单株产量和单果质量也均显著降低;但果实中葡萄糖、果糖、VC 含量及糖酸比明显提高,可溶性糖和可滴定酸含量逐渐增加。灌溉量的减少降低了番茄果实中蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶活性,提高了中性转化酶和酸性转化酶的活性,从而降低了蔗糖的含量。利用熵权法和TOPSIS 法相结合的方法,综合分析各项指标得出番茄在限根栽培下的最佳日灌溉量为0.8 L。