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柑橘果实类胡萝卜素形成及调控的生理机制研究

陶俊  
【摘要】: 近年来我国柑橘产量大幅度提高,人均占有量已近10kg,柑橘生产已由数量型向质量型转变。加入WTO后,我国柑橘生产将面临更为严峻的挑战,品质问题已成为影响我国柑橘业健康发展的主要限制因子。在构成柑橘果实品质的诸多因子中,类胡萝卜素的组成及含量不仅关系到柑桔果实外观与果汁的色泽,而且涉及柑橘果实的营养保健价值,因而是决定柑橘果实内外品质的重要指标。 为探讨柑橘果实类胡萝卜素形成的生理机制,本论文运用HPLC技术测定了我国宽皮柑桔类、橙类、柚类及杂柑类等不同柑橘类型共53个品种(系)的α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、番茄红素、β-隐黄质、玉米黄素、叶黄质六种类胡萝卜素的含量,分析了柑橘果实不同色泽的呈现与果皮类胡萝卜素积累的可能联系,并探讨了光照、GA_3、MPTA等不同处理对柑橘果皮类胡萝卜素形成的调控机制,主要结果如下: 1.柑橘果皮和果肉中均以叶黄质、玉米黄素、β-隐黄质为主,β-胡萝卜素含量较低,α-胡萝卜素极低;参试品种除红肉脐橙果肉含有番茄红素外,其余均未检测到。不论果皮还是果肉均以宽皮柑橘类的类胡萝卜素含量最高,柚类最低,表明宽皮柑橘具有较高营养保健价值。在宽皮柑橘中,果肉以积累β-隐黄质为主,果皮β-隐黄质与叶黄质含量接近。与果肉相比,柑橘果皮单位鲜重叶黄质、玉米黄素、β-隐黄质的含量为果肉的2.5~15倍,是柑橘主要的类胡萝卜素库存部位。 2.随着柑橘果实发育和成熟,果皮叶绿素含量下降,与此同时,位于类胡萝卜素生物合成途径上游的α-胡萝卜素、β-胡萝卜素等胡萝卜素成分逐渐下降直至消失,而在类胡萝卜素生物合成途径下游的β-隐黄质、β-柠乌素、玉米黄素等叶黄素成分逐渐上升,使得类胡萝卜素总量先略微下降后迅速上升;果实褪绿并呈现其特征色泽。 3.对红、橙、黄三种不同色泽的代表品种“满头红”、“尾张”、“胡柚”的果实外观色泽变化与果皮类胡萝卜素变化的关系分析表明,类胡萝卜素总量及其橙、红色类胡萝卜素成分β-隐黄质、β-柠乌素积累少是柑橘果实颜色淡呈黄色的主要原因;柑橘果实呈现红、橙色差异并非由于果皮类胡萝卜素总量的差异,而主要是由于果皮不同类胡萝卜素成分组成比例不同造成。“满头红”以积累红色的β-柠乌素为主,而“尾张”则以积累橙色的的β-隐黄质为主。 浙江大学博士学位论文:柑橘果实类胡萝卜素形成及调挂的生理机制研究(2 002) 4.以“红柿柑”为试材,在柑橘果实膨大末期通过套袋遮光处理以抑制果皮光 合作用,研究光照对果皮糖、叶绿素、类胡萝卜素及果实外观色泽的影响。 结果表明,遮光后果皮叶绿素含量迅速下降引起果实转色提早,但各种类胡 萝卜素含量及总量并未提高,而是显著下降;至果实成熟时由于遮光与光照 处理的果皮叶绿素均消失,遮光果实类胡萝卜素含量低颜色变淡。与光照处 理相比,遮光前期果皮糖含量下降不大,而后期下降明显;若在后期去袋照 光,果皮糖含量上升,与此相应,类胡萝卜素,尤其是卜隐黄质的积累增加, 颜色加深,这一结果表明光对果皮类胡萝卜素合成尤其是卜隐黄质的积累有 促进作用,其原因可能是光以环境信号的方式影响果皮的类胡萝卜素形成。 5夕.源GA。处理对柑橘果皮ABA含量的变化影响不大,但明显抑制了GA卜ZT 的迅速下降;与此相应地,叶绿素降解减缓,类胡萝卜素总量上升推迟。不 同类胡萝卜素成分与色泽变化的相关分析表明,卜隐黄质是影响‘红柿柑’ 果实红色程度的主要色素,外源GA。处理提高a-胡萝卜素、叶黄质、p-胡萝 卜素的水平,从而减少了卜隐黄质的积累,最终表现为柑橘果实颜色发育受 阻。 6.MPTA处理促进了柑橘果皮组织中番茄红素的积累和类胡萝卜素总量的提高, 使果皮颜色由淡橙黄色转为红色;随着番茄红素的积累,其上游前体物质葡 萄糖含量下降,而其下游产物卜隐黄质、玉米黄素的合成与积累未受影响, 这一结果表明MPTA处理对柑桔果皮类胡萝卜素代谢的影响,除了国外所认 为的能抑制番茄红素p环化酶外,更重要的是还促进了番茄红素上游物质葡萄 糖向番茄红素的转化。


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