论文摘要
刺梨（Rosa roxburghii Tratt）是原产于我国的新兴水果,具有极高的营养价值,其最大特点是富含维生素C（AsA）。以贵农五号刺梨为材料,研究了果实发育过程中、机械伤处理过程中以及采后储藏过程中维生素C的积累变化与相关酶活性的关系;在此基础上采用RT-PCR方法克隆APX基因的主要cDNA序列,并分析其在维生素C积累过程中的表达,可为从分子水平阐明刺梨积累高含量维生素C的分子机理提供更多信息,研究结果如下:刺梨果实发育过程中总AsA积累速度呈“慢—快—慢”的模式,从6月底到8月初是AsA积累最快的时期;此外刺梨其它器官中总AsA的含量有所差异,茎的含量最高,叶片和花的含量次之,根的含量最低。两种主要AsA氧化酶AAO和APX只在果实发育前期表现活性,且活性较弱。除了幼果之外的其它器官都不能检测到AAO、APX的活性。根据GenBank中登录的其它植物cAPX基因保守序列设计引物,进行RT-PCR扩增,得到约418bp cDNA片段。经序列分析表明,该片段编码的氨基酸序列与蔷薇、草莓、黄瓜、花生和豌豆等植物cAPX序列的相似性高达87%-97%。RT-PCR分析表明,刺梨cAPX基因表达呈明显的器官特异性,在果实、叶片和花中表达较强,在根中次之,而在茎中表达极其微弱。此外,在不同发育时期的刺梨果实中都能检测到cAPX基因的mRNA,但随着发育进程cAPX基因的表达呈弱—强—弱的趋势。在果实逐渐成熟时期,cAPX基因仍有较弱的表达,虽然检测不到APX酶活性,此时AsA积累量最多;其表达模式与APX活性变化基本一致。刺梨果实采后于不同温度下储藏过程中,其总AsA含量呈缓慢下降趋势,但4℃下的下降速度较慢,储藏64d后总AsA含量只减少了约27%;而20℃下AsA（还原型）含量在储藏的最初2d内有所升高,随后下降。但令人意外的是,在两种温度下储藏的果实中均未能检测到APX、AAO的活性,cAPX基因的表达也极为微弱。相对而言,20℃下cAPX基因表达比4℃下更强,这与AsA分解速度基本一致。机械伤处理过程中,刺梨果实AsA含量总体呈“慢—快—慢”的下降趋势,而DHA的含量持续增加。在此过程中cAPX基因表达逐渐增强,虽然一直未能检测到APX或AAO等AsA氧化酶活性。AsA含量分别与O2.-产生速率、MDA含量和H2O2含量呈显著负相关关系(相关系数分别为-0.9127**,-0.7472*和-0.7866*)。此外,在伤处理造成的氧化胁迫过程中,SOD逐渐表现较高的活性,而抗氧化酶系统中的另两种重要组分POD和CAT却一直未能检测到活性。以上结果表明,AsA分解酶AAO和APX只在果实发育前期较短时间内表现活性,从而使AsA极少被氧化分解,这可能是刺梨果实能积累高水平AsA的重要原因之一;在果实不同发育时期都能检测到cAPX基因的mRNA,其表达模式与APX活性变化基本一致。果实采后储藏过程中,cAPX基因有微弱的表达,20℃下cAPX基因表达比4℃下更强,这与AsA分解速度基本一致。在果实机械伤胁迫下,cAPX基因的表达模式与AsA积累量变化相反。