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柿资源果实抗坏血酸水平多样性及积累机理的研究

蒲飞  
【摘要】: 抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)即维生素C,作为生物体内重要的抗氧化剂和许多酶的辅因子,参与了整个生物体生长发育过程。它不仅在植物抗氧化胁迫中具有重要作用,同时也是人所必需的物质。但由于人体无法通过自身合成,故其对人体的健康有着重要的作用。植物体内AsA含量受合成和再生能力的调控,抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)是AsA再生的主要途径。在这个循环中,抗坏血酸过氧化物酶(APX)利用AsA作为电子供体来清除H2O2,氧化生成单脱氢抗坏血酸(MDHA)和脱氢抗坏血酸(DHA),经单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)可还原成AsA。而GSH作为DHAR还原DHA电子供体时,氧化生成的氧化型谷胱甘肽(GSSG)又可被谷胱甘肽还原酶(GR)再还原为GSH,从而完成AsA和GSH的再生。我国是世界上最主要的柿(Diospyros kaki L)生产国,其果实具有较高的经济价值。除用于鲜食外,研究表明柿果实及其加工制品具有调理肠胃、治疗心血管疾病、防止动脉硬化、降血脂以及降低血压等多种医疗保健效果。为进一步研究、开发与利用柿资源,本文以国家柿种质资源圃柿资源为试材,研究了柿资源抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量的多样性及其之间的关系,同时研究了中国柿品种AsA含量和代谢酶活性的多样性及它们之间的相互关系。 取得的主要研究结果如下: (1)对国家柿资源圃71份柿资源AsA和GSH含量及氧化还原状态的多样性进行了比较研究,结果表明,在测试的71份柿资源果实中,T-AsA(总抗坏血酸)含量(2.90~129.93μmol/g)、T-GSH(总谷胱甘肽)含量(0.205~1.237μmol/g)及其氧化还原状态存在明显的多样性,这几项指标在47种我国地方涩柿品种间的多样性尤为显著; T-AsA与T-GSH含量间存在正相关。这表明开发AsA保健产品及对AsA在植物体内的形成机理进行研究时,柿资源果实可作为候选材料,尤其是我国地方柿品种。 (2)通过对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性的研究,表明了中国柿品种果实中不仅AsA和GSH水平存在多样性,而且代谢酶APX,MDAHR,DHAR和GR活性间也存在明显的多样性。 (3)通过对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性进行相关性分析发现,柿叶片中T-AsA含量与MDHAR和DHAR活性相关性非常明显;同时,从个体上看,中国柿品种叶片中AsA含量与各代谢酶活性之间的关系也存在多样性。 (4)对20个中国柿品种AsA含量及其代谢酶活性进行多元回归分析,并获得了线性回归方程。分析表明中国柿叶片中的AsA还原酶MDHAR和DHAR活性通过对氧化还原程度的影响对AsA含量及其氧化还原状态的保持起着重要作用,而APX活性、GSH水平等与之无明显关系。 (5)通过对20个相同中国柿品种的叶片中AsA与GSH含量的研究发现:一方面柿叶片中AsA与GSH含量及其氧化程度表现出多样性;另一方面,中国柿品种果实与叶片间T-AsA含量存在显著正相关,但二者的T-GSH含量则无明显相关性。这说明柿资源AsA合成代谢的多样性,也表明叶片与果实中AsA的积累存在相关,但叶片中GSH代谢对果实中GSH的积累无显著影响。


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