柑橘果实有机酸代谢及调控研究

论文摘要

柑桔是我国最主要的果树之一,也是南方地区的第一大水果在国际上占有重要位置。但是当前我国柑桔生产存在一个突出问题就是果实含酸量过高、糖酸比偏低,使柑橘风味下降甚至变差。因此,研究柑橘类果实有机酸代谢的规律、成分及调控具有重要意义。本实验通过对不同早、晚熟品种的柑橘有机酸代谢及相关酶在发育过程中的变化,及试剂调控的作用进行研究,旨在于明确柑橘果实发育动态,摆明柑橘有机酸及其主要成分的代谢规律;明确代谢相关酶的作用及提出初步调控思路;主要研究结果如下:1.通过比较分析不同的流动相及其pH值,利用反相高效液相色谱结果得出适宜的工作条件为:20 m mol/L KH2PO4+3%甲醇,pH值为2.55。利用四种不同方法提取样品,比较结果显示:醇提法提出的酒石酸及草酸含量最高,水提法提出的柠檬酸及苹果酸含量最高,其对应的回收率也是同样的结果。2.果实含水量在整个果实发育阶段均增加。果实的纵横径均呈“S”变化。果实中细胞质pH值先下降后上升,与总有机酸含量成负相关。3.在各类型柑橘果实中糖积累的过程中,各类型果实均已己糖积累为主。不同早、晚熟品种柑橘果实中各糖成分及总糖的含量在整个果实发育的生理期增加。其中早熟品种葡萄糖含量在7月底至8月底增加缓慢,晚熟品种在8月中旬到9月底增加缓慢,可能是由于一部分葡萄糖被降解用来合成酸。4.早熟品种含酸量达到最高是在花后100天,晚熟品种在花后120天达到最高。不论早、晚熟品种总酸含量变化趋势都是在幼果期略有下降,然后急剧增加,最后缓慢下降。不同类型的柑橘果实中主要含有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸和草酸,其中柠檬酸为主要酸,发育过程中变化曲线与总酸一致。其他酸在发育过程中都成下降趋势。5.MDH,PEPC,CS活性随着果实发育都呈现低-高-低的变化趋势,其中MDH在果实发育早期将苹果酸转化为供柠檬酸合成的草酰乙酸,而在果实成熟期将苹果酸转化为草酰乙酸。柠檬酸含量增加期间,其含量与PEPC、CS成显著正相关,柠檬酸降解期间与酶活性无明显相关性。6.有机溶剂及吲熟酯均能通过降低PEPC活性而在柠檬酸增加阶段降低其含量,但后期虽然PEPC活性也降低但降酸效果不明显。7.GA能显著降低果实总有机酸及柠檬酸的含量,并能增加苹果酸的含量,这是由于GA能降低PEPC活性,增加MDH活性而导致的。ABA能增加果实有机总酸及柠檬酸的含量,同时也能增加果实中苹果酸的含量,这是由于ABA能增加MDH,PEPC的活性所形成的结果。在柠檬酸降解期间PEPC,MDH,CS仍然在合成有机酸,只是由于合成量远小于降解量,导致柠檬酸及总酸含量的下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 柑桔果实有机酸的种类
• 1.2 柑桔果实中有机酸的代谢机制
• 1.3 柑桔果实有机酸代谢相关酶及其与有机酸含量的关系
• 1.4 柑桔果实有机酸的跨膜运输
• 1.5 柑桔果实有机酸的分子生物学进展
• 1.6 柑桔果实有机酸含量的调控
• 1.7 展望
• 2 引言
• 3 材料与方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验设计
• 3.2.1 柑橘有机酸反相HPLC法测定的确立
• 3.2.2 不同基因型柑橘品种果实发育动态的研究
• 3.2.3 柑橘果实有机酸调控研究
• 3.3 实验仪器和试剂
• 3.3.1 主要仪器
• 3.3.2 主要试剂
• 3.4 测定项目及方法
• 3.4.1 含水量的测定
• 3.4.2 纵横径的测定
• 3.4.3 果实pH值测定
• 3.4.4 果实有机酸总酸的测定
• 3.4.5 果实中糖成分的测定
• 3.4.6 果实有机酸成分的测定
• 3.4.7 有机酸代谢相关酶活性测定
• 4 结果与分析
• 4.1 柑桔果实有机酸反相HPLC法测定的确定
• 4.1.1 流动相的确定
• 4.1.2 线性分析
• 4.1.3 不同提取方法效果的比较
• 4.1.4 不同提取方法回收率比较
• 4.2 不同基因型柑橘果实有机酸组分比较
• 4.3 柑橘果实发育动态
• 4.3.1 不同基因型柑橘果实发育过程中含水量的变化
• 4.3.2 不同基因型柑橘果实发育过程中纵径的变化
• 4.3.3 不同基因型柑橘果实发育过程中横径的变化
• 4.3.4 不同基因型柑橘果实发育过程中细胞质pH值的变化
• 4.3.5 不同基因型柑橘果实蔗糖积累过程
• 4.3.6 不同基因型柑橘果实果糖积累过程
• 4.3.7 不同基因型柑橘果实中葡萄糖积累过程
• 4.3.8 不同基因型柑橘果实发育过程中有机酸总酸含量的变化
• 4.3.9 不同基因型柑橘果实中苹果酸与柠檬酸的变化
• 4.3.10 不同基因型柑橘果实中琥珀酸与草酸的变化
• 4.3.11 不同基因型柑橘果实中MDH活性的变化
• 4.3.12 不同基因型柑橘果实中PEPC活性变化
• 4.3.13 不同基因型柑橘果实中CS活性变化
• 4.4 化学物质对柑橘果实有机酸代谢及相关酶活的影响
• 4.4.1 化学物质对柑橘果实发育过程中总有机酸含量的影响
• 4.4.2 化学物质对柑橘果实发育过程中柠檬酸含量的影响
• 4.4.3 化学物质PEPC活性的影响
• 4.4.4 化学物质对CS活性的影响
• 4.5 激素对柑橘果实有机酸代谢及相关酶活的影响
• 4.5.1 激素对柑橘果实发育过程中总有机酸含量的影响
• 4.5.2 激素对柑橘果实发育过程中苹果酸与柠檬酸含量的影响
• 4.5.3 激素对PEPC活性的影响
• 4.5.4 激素对CS活性的影响
• 4.5.5 对MDH活性的影响
• 5 讨论
• 5.1 柑桔果实有机酸反相HPLC法测定确定
• 5.2 柑桔果实发育过程中糖代谢
• 5.3 柑桔果实发育过程中有机酸组分及相关酶活性的变化
• 5.4 化学物质对柑桔果实有机酸及相关酶的影响
• 5.5 激素处理对柑桔果实有机酸及相关酶的影响
• 6 结论
• 7 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介