温度变化和发育阶段对海棠中酚类物质及花色苷降解的影响

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yingchaoya
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酚类物质是苯丙氨酸途径中产生的多功能的低分子量的次生代谢产物。这类化合物在抵抗各种胁迫时优先积累,它们在海棠中有很多不同的功能,比如在果实中的抗氧化作用、作为花衰老的生化指标。  1。海棠花的红色是由于细胞中含有高浓度的花色苷。高效液相色谱检测了不同生长阶段的海棠花中的酚类物质及含量。结果表明,没食子酸、咖啡酸、丁香酸、绿原酸、根皮苷、原花青素B1、原花青素B2与儿茶素的含量在发育过程中显著增加,而表儿茶素和矢车菊3-半乳糖苷的含量降低。大多数黄酮醇化合物(槲皮素衍生物)含量在第四发育阶段显著增加,之后突然下降。同样的,矢车菊3-半乳糖苷含量在第三发育阶段急剧降低,与H2O2浓度呈负相关关系。我们的研究结果表明,酚类化合物的浓度与其在花器官中的生物功能相一致。花中酚类化合物含量的系统性波动并不仅仅与花瓣展开有关,而更取决于环境因素和生理失衡。  2。Malus profusion花期短暂是由于较高的温度导致其过早的衰老。在这项研究中,我们研究了茶多酚作为衰老指标潜在的生化标志作用。结果表明,高温(HT=30±2℃)处理下的海棠花,H2O2和MDA的含量上升,蛋白质浓度降低,随后引起DNA降解。相反,常温(RT=23±2℃)和低温(LT=13±2℃)处理下海棠花基本上保持较高的蛋白质含量, DNA降解减缓, H2O2和MDA的积累量较少。此外,低温处理下由于MpPAL、MpDFR、MpLDOX和MpUFGT等结构基因的表达量上调,酚酸、黄烷醇和花青素浓度明显增高。同样,HT下由于MpCHS和MpFLS转录水平升高,二氢查尔酮和黄酮醇的积累明显增多,这正好与衰老速率增高相符合。通过高度保守的结构基因的精确表达来调节酚类物质含量进而发挥其重要的生物学功能;因此推测酚类中间体或多元化的多酚化合物可被用于木本观赏植物Malus profusion花衰老的生化标志物。  3。夏季高温期间Malus profusion果实的颜色可能由于花色苷的降解逐渐变淡。研究结果表明,高温(HT=33±2℃;25±2℃)处理下花青素3-半乳糖苷的浓度显著降低,是由于花色苷合成相关基因显著下调( MpCHS, MpDFR, MpLDOX, MpUFGT和MpMYB10)。高温(HT)处理下的果实表现为MYB类中的转录抑制子MpMYB15高表达。HT处理下由于SOD活性增强、MDA含量以及细胞液pH值的上升,导致H2O2浓度升高。同样,参与花色苷液泡运输的MpVHA-B1和MpVHA-B2的转录水平有所降低。花色素苷的酶促降解最终伴随着POD和H2O2氧化活性的增强。相反,( RT=23±2℃;25±2℃)处理下花色苷含量的提升是通过稳定相关生物因子水平和维持足够的合成基因的表达水平来实现的。实时定量PCR分析表明, HT处理下果实组织中MpPOD1、MpPOD8和MpPOD9基因表达上调,缺氧条件下似乎与POD同工酶积极的参与花青素降解有密切的联系。  4。Malus profusion的抗氧化性能被认为是有益于人体健康的关键品质。园艺生产中通过环境调控可以诱导抗氧化化合物的产生。在这个实验中,我们把海棠果在低温( LT=16±2℃;25±2℃)和室温( RT=23±2℃;25±2℃)及两个氧气水平(2%和21%)下进行处理。结果表明,低氧低温(LT-2%)处理下的果实抗氧化能力高于室温处理的果实(RT-21%)。用HPLC法进一步显示酚类化合物含量的波动变化。结果表明,由于黄酮醇类化合物(槲皮素衍生物)和花青素3-半乳糖苷的生物合成增加使果实的抗氧化能力提升,而酚酸、黄烷醇等主要酚类物质的含量保持不变。这表明,槲皮素衍生物可以在低氧低温(LT-2%)条件下诱导生成,并在提高抗氧化能力中发挥主导作用。
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