几个苹果品种果实糖酸积累及糖代谢相关酶活性变化研究

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苹果果实的可溶性糖和有机酸种类、含量及其构成比例和形成动态是果实风味形成的重要基础。为了探讨不同风味苹果品种果实可溶性糖和有机酸的积累规律及差异,明确可溶性糖积累的关键酶,为苹果果实糖酸积累、代谢和调控研究奠定理论基础。本研究以风味较酸品种澳洲青苹和粉红女士,及风味较甜且大面积栽培品种富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ苹果为试材,通过定期采样称量果实单果重,高效液相色谱法分离和测定果实中的4种可溶性糖,比色法测6种糖代谢相关酶活性,研究不同风味品种果实发育期果实中可溶性糖和有机酸含量及糖代谢相关酶活性的动态变化,分析果实中可溶性糖与有机酸和糖代谢相关酶活性的相关关系。主要研究结果如下:1HPLC法测定苹果果实中的可溶性糖和有机酸的色谱条件。(1)可溶性糖测定的色谱条件:Sugar-PakTMI(Waters)色谱柱及保护柱,柱温80℃,流动相为超纯水,流速0.6mL/min,检测器为示差折光检测器(Waters410),检测池温度35℃。(2)有机酸测定的色谱条件:IC PAKTM ION Exclusion(Waters)色谱柱及保护柱,柱温50℃,流动相为0.01mol/L H2SO4,流速0.5mL/min,检测波长210nm,检测器为二极管阵列检测器(Waters2998)。2不同风味品种果实发育过程中可溶性糖含量的变化规律(1)蔗糖:果实发育早期,4个苹果品种果实的蔗糖含量较低且均增长缓慢,之后风味较酸品种澳洲青苹和粉红女士存在两次蔗糖快速积累期,即花后75d~109d和花后129d~189d两次。风味较甜的品种富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ仅分别在花后129~174d和63~109d有一次蔗糖快速积累期。(2)葡萄糖:4个品种果实的葡萄糖含量均从花后15d开始显著增长,但不同风味品种存在差异:风味较甜的品种嘎啦Ⅱ和富士Ⅱ的快速增长趋势分别持续到花后75d和花后85d,在果实采收前一个月仍有增加趋势;风味较酸的品种澳洲青苹和粉红女士果实中的葡萄糖含量快速积累均持续到花后53d,在采收前一个月无显著增加趋势。(3)果糖:在果实发育前期,4个品种果实中果糖均快速积累,果实发育后期果糖含量基本呈稳定状态。风味较甜品种嘎啦Ⅱ和富士Ⅱ果实的果糖快速积累期比风味较酸品种澳洲青苹和粉红女士长。(4)山梨醇:4个苹果品种果实的山梨醇含量均随着果实的发育逐渐降低。(5)总糖:4个品种果实中总糖含量前期增加较快,后期增加较前期慢。(6)风味较酸品种(澳洲青苹和粉红女士)果实中的蔗糖含量在整个发育期一直高于风味较甜的品种富士Ⅱ,在花后44d之前及果实发育中后期也显著高于嘎啦Ⅱ。风味较甜品种(嘎啦Ⅱ和富士Ⅱ)果实中的果糖、葡萄糖和总糖含量在果实发育的中后期显著高于风味较酸品种(澳洲青苹和粉红女士)。3不同风味品种果实发育过程中有机酸含量的变化规律(1)苹果酸和草酸:4个品种果实发育过程中苹果酸和草酸含量变化的总体趋势是果实发育早期上升,之后下降。粉红女士和澳洲青苹的苹果酸含量分别是在花后35d和花后53d形成高峰,富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ在花后44d形成高峰。(2)琥珀酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸:4个品种果实发育过程中琥珀酸、乙酸、柠檬酸和酒石酸含量的整体变化均呈下降趋势。(3)总酸:4个品种果实发育过程中总酸含量在早期呈下降趋势,之后快速上升,形成峰值后随着果实的发育逐渐降低。(4)在果实的整个生长发育期间,风味较酸品种(澳洲青苹和粉红女士)果实中的苹果酸、柠檬酸、酒石酸、总酸含量一直或大部分时间高于风味较甜品种(富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ)。4不同风味品种果实发育过程中糖代谢相关酶活性的变化规律在苹果发育早期,4个品种果实中AI、NI和SS-C活性较高,SPS、SS-S和NAD-SDH活性均相对较低,随着果实的发育,AI、NI和SS-C活性降低,而SS-S, SPS和NAD-SDH活性升高。4个品种果实中的NAD-SDH活性在发育中期都形成了明显的高峰,嘎啦Ⅱ和富士Ⅱ果实中的NAD-SDH活性显著高于澳洲青苹和粉红女士。在整个果实发育期,富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ果实中的AI活性高于澳洲青苹和粉红女士果实中的2倍左右。在果实发育中后期,澳洲青苹和粉红女士果实中的SPS活性和SS-S显著高于富士Ⅱ和嘎啦Ⅱ果实。5不同风味苹果品种果实可溶性糖的积累主要受蔗糖、葡萄糖和果糖积累差异的影响,受山梨醇的影响较小。6不同风味苹果品种果实中蔗糖积累差异主要受SPS、SS-S、AI的调控,葡萄糖和果糖积累差异主要受AI和NAD-SDH的调控。
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