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本实验于2010-2013年在东北农业大学黑穗醋栗种质资源圃中进行,以资源圃中的51个品种为实验材料,研究了不同品种抗坏血酸水平的多样性,并对现有种质资源果实中的抗坏血酸进行评价,从中选出代表高中低不同水平的8个品种进行进一步的研究。本文以不同品种黑穗醋栗不同成熟期的果实为实验材料,对果实中的抗坏血酸水平、谷胱甘肽水平、抗坏血酸和谷胱甘肽(GSH)的氧化还原状态、抗坏血酸代谢有关酶的活性、抗坏血酸降解情况以及外施AsA和草酸(OA)对AsA代谢的影响进行了研究,以期为黑穗醋栗中AsA的后续研究工作,以及黑穗醋栗的功能性育种提供相关的理论依据。取得的主要研究成果:1.高效液相色谱的测定结果显示,不同品种黑穗醋栗抗坏血酸水平存在着明显的多样性,含量最高的西地1-2达到361.58mg/100g,最低的是黑丰144.79mg/100g,仅为西地1-2的40.04%。根据AsA含量的不同,可人为将黑穗醋栗分为高中低三个水平。2.对8个不同品种的黑穗醋栗果实进行AsA和GSH含量以及氧化还原状态进行测定,结果显示,不同品种的黑穗醋栗之间的AsA和GSH水平存在着明显的差异。就总抗坏血酸(T-AsA)含量而言,最高的路德克含量为329.71mg/100g,是最低的黑丰的2.06倍。而总谷胱甘肽(T-GSH)含量,各个品种之间不存在明显差异,GSH含量黑丰最高,路德克最低,二者相差1.95倍。而且AsA和GSH之间不存在显著的相关性。T-AsA含量与AsA/DHA之间呈现出极显著的相关性,相关系数为0.982,表明抗坏血酸的氧化还原状态对于抗坏血酸总量的积累和维持有重要的意义。3.测定8个不同的黑穗醋栗品种果实中AsA-GSH循环相关酶:抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,结果表明T-AsA含量与DHAR和MDHAR活性之间呈现出极显著的相关性,相关系数分别为0.952和0.983,与APX活性之间呈现出显著相的相关性,相关系数为0.826。AsA/DHA与AsA-GSH循环的各种酶之间都存在着不同显著水平的相关性,说明这些酶类对于AsA的总量及其氧化还原状态的维持具有重要的作用。4.对不同品种黑穗醋栗不同生长发育期的果实中AsA合成代谢相关指标进行测定,结果显示,不同品种的黑穗醋栗虽然在抗坏血酸水平上存在着巨大的差异,但是,果实内的抗坏血酸水平在果实的整个生长发育过程中的变化趋势是一致的。都呈现出先升后降的变化趋势,在坐果后前3周AsA含量迅速增加,并在第3周时达到果实AsA含量的峰值,之后随着果实的增大AsA含量有一定程度的下降,至坐果后第7周后,果实中的抗坏血酸水平基本保持不变的状态。参与AsA循环再生代谢的酶类(APX、DHAR、MDHAR、GR)活性以及GSH水平与AsA水平之间没有显著的相关性,AsA水平主要取决于合成代谢与降解代谢之间的平衡状态。5.外施AsA和OA对植物体内的AsA水平和GSH水平都产生了一定的影响,使得植株体内的AsA水平有了一定程度的提高,说明黑穗醋栗中AsA分解确实能产生OA,而OA对于AsA的降解代谢也存在着反馈抑制效应,高的OA水平能够抑制AsA的降解,从而提高植物体内的AsA水平。外施AsA后果实中的T-AsA、AsA、DHA、T-GSH、GSH和GSSG含量均有所上升,但是,AsA/DHA和GSH/GSSG比值略有下降。这与AsA-GSH循环有关,高含量的AsA影响了相关酶的活性,使APX活性增加促进循环的进行从而改变AsA的氧化还原状态。6.黑穗醋栗果实抗坏血酸积累的规律为:在果实发育的前期,也就是坐果后第3周之前,果实中的AsA含量迅速增加。至坐果后第4周果实开始膨大生长,相应的AsA含量也开始下降。一直到果实开始转色,膨大生长速率降低,AsA含量的减小速率也开始降低,直至果实成熟,总的抗坏血酸(T-AsA)含量没有明显的变化。