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獼猴桃果實抗壞血酸形成的生理機理研究

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獼猴桃果實抗壞血酸形成的生理機理研究

發布日期:2019-04-15 作者: 點擊:

   抗壞血酸(L-ascorbic acid, AsA)即維生素C,是生物體內普遍存在的一類己糖內脂化合物,是一種重要的抗氧化劑和酶的輔因子。

    在植物抗氧化、光合保護、細胞的分裂、生長及信號傳遞等方麵都具有重要功能。獼猴桃屬(Actinidia)植物全世界有66個種,約118個種下分類單位(變種、變型)。

    獼猴桃果實營養豐富,有“Vc之王”之稱。但獼猴桃種間AsA含量存在較大的差異,目前對其差異原因尚不清楚。本文以不同基因型的獼猴桃成熟期果實及不同發育期的美味獼猴桃和毛花獼猴桃果實為實驗材料,對其抗壞血酸水平、氧化還原狀態和抗壞血酸代謝相關酶活性、抗壞血酸降解情況進行了研究,以期為揭示獼猴桃果實抗壞血酸形成機理提供理論依據。


    取得的研究成果主要有:


    1.對11個種,16個不同基因型的獼猴桃果實進行了AsA和穀胱甘肽(GSH)含量及氧化還原狀態的測定,結果發現獼猴桃屬不同種間及同一種內不同品種間的抗壞血酸和穀胱甘肽水平存在很大的差異,表現出明顯的多樣性。果實總抗壞血酸(T-AsA)和AsA含量平均分別為25.61和24.18μmol·g~(-1)。毛花獼猴桃的T-AsA含量最高,為94.47μmol·g~(-1),是漓江獼猴桃的58.1倍(1.63μmol·g~(-1))。總穀胱甘肽(T-GSH)和GSH含量平均分別為0.32和0.24μmol·g~(-1),T-GSH含量最高的為大籽獼猴桃(0.39μmol·g~(-1)),是‘秦美’獼猴桃(0.28μmol·g~(-1))的1.4倍。GSH和AsA含量間不存在相關性。T-AsA含量與AsA/DHA比值呈極顯著正相關,這表明抗壞血酸的氧化還原狀態對抗壞血酸總量的積累和維持有重要作用。


    2.測定了8個不同基因型獼猴桃果實中AsA合成酶L-半乳糖酸~(-1),4-內酯脫氫酶(GalLDH)和AsA-GSH循環相關酶抗壞血酸過氧化物酶(APX)、脫氫抗壞血酸還原酶(DHAR)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)和穀胱甘肽還原酶(GR)活性,發現T-AsA與GalLDH,DHAR和MDHAR活性存在極顯著的相關性,與APX活性存在顯著相關性,相關係數分別為0.974、0.991、0.986和0.825。AsA/DHA比值與GalLDH、DHAR和MDHAR活性也存在極顯著的相關性,與APX活性顯著相關,相關係數分別為0.996、0.994和0.968。這表明獼猴桃果實中的AsA含量高低不僅與合成呈正相關,而且也與再生能力有關。


    3.對毛花獼猴桃和美味獼猴桃果實生長發育期的AsA水平變化進行了測定。結果發現兩者雖然AsA水平差異較大,但AsA水平的變化趨勢相似。在美味獼猴桃果實生長發育過程中,花後開始單位鮮重的AsA含量明顯增加,在花後30 d達到最高後開始下降,花後75 d後基本保持不變。就整個果實中總的AsA積累量而言,花後開始顯著增加,到45 d達到最大值後至成熟基本保持不變。這表明獼猴桃果實的AsA積累主要發生在幼果期。GSH隨著果實發育在花後120 d前其含量及積累量均有增加,但積累也主要發生在幼果期。可溶性總糖、還原糖、澱粉及單體糖果糖、蔗糖和葡萄糖含量與AsA的變化模式均不存在相關性,但在花後45 d之前的幼果期蔗糖和澱粉的變化模式與AsA含量有著相似性,說明蔗糖可能與幼果期獼猴桃果實中AsA的合成有一定的關係。AsA可能降解物草酸(OA)含量的變化與H_2O_2含量和APX活性的變化相似,均在花後開始顯著下降,到花後30 d後變化不大;而酒石酸(TA)含量的變化趨勢與AsA一致。GalLDH和GLDH活性與AsA含量存在顯著相關性,對獼猴桃果實發育過程中AsA積累具有重要作用。抗AO、MDHAR和DHAR的活性變化基本一致,均在花後開始顯著升高,60 d達到最大活性後迅速下降,在90 d後至成熟基本保持不變。


    4.通過比較正常條件、高溫滅活和真空3種處理條件下獼猴桃果實勻漿中AsA水平的變化發現,抗壞血酸降解過程為需氧過程。通過高溫滅活使細胞酶失活可以有效減緩抗壞血酸的降解,說明AsA降解以酶促反應為主。獼猴桃果實中AsA的降解過程伴隨著TA含量的增加。但獼猴桃果實中AsA的降解產物是否為OA和TA及其降解過程尚需進一步研究。


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