梨果实发育过程中酚类物质、抗氧化能力及其相关酶活性的研究
作者单位：塔里木大学
学位级别：硕士
导师姓名：白红进
授予年度：2022年
学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学]
摘 要：梨(Pyrus spp.)属于蔷薇科梨属植物,蕴含丰富的营养和功能活性成分,其中酚类物质是梨果中重要的功能活性成分。为掌握梨果发育过程中酚类物质的分布及其变化规律,本研究以不同发育时期的五个梨品种的果实为试材,测定了库尔勒香梨不同果实部位(果皮、果肉、心外果肉和果心)和南国梨、阿克苏句句梨、红香梨、轮台句句梨整果的酚类物质含量、体外抗氧化能力(ABTS清除能力、DPPH清除能力和FRAP)及酚类物质生物合成途径中的相关酶活性(PAL、C4H、4CL、HCT、C3’H、HQT、CHS、CHI、IFS、F3H、FLS、DFR),并进行了梨果酚类物质与酶活性的相关性分析。主要研究结果如下:1、梨果发育过程中酚类物质的分布及其变化规律的研究在梨果发育过程中,梨果实中酚类物质含量整体呈下降趋势,期间略有波动;采用HPLC法从五个梨品种的果实中均检测出14种酚类化合物,其中主要的单体酚类物质是熊果苷和绿原酸。(1)在梨果实生长发育过程中,除了芦丁在果实成熟期含量最高外,其余酚类化合物及总酚、总黄酮含量均在幼果期最高;2020年采摘的库尔勒香梨、2021年采摘的库尔勒香梨、南国梨、阿克苏句句梨、红香梨和轮台句句梨幼果的总酚和总黄酮含量分别是果实成熟时的3.74倍和4.04倍、4.34倍和5.37倍、6.06倍和9.56倍、6.98倍和14.57倍、4.76倍和21.93倍以及4.45倍和16.34倍。(2)在不同果实部位中,库尔勒香梨果实的总酚和总黄酮含量高低表现为:果心果皮心外果肉果肉;且酚类化合物主要分布在果皮和果心中,果皮中酚类化合物的种类最丰富,且熊果苷含量最高,果心中绿原酸含量最高。(3)在不同品种间,南国梨的总酚和总黄酮含量最高,分别为9.63±0.91mg GAE/g DW和19.01±0.83 mg RE/g DW,2020年采摘的库尔勒香梨次之,分别为10.69±1.16 mg GAE/g DW和10.69±1.69 mg RE/g DW,红香梨最低,平均值为5.37±0.45 mg GAE/g DW和7.27±0.92 mg RE/g DW;从单体酚类物质来看,阿克苏句句梨中熊果苷含量最高(6603.51μg/g DW),南国梨中绿原酸含量最高(3269.32μg/g DW)。2、梨果发育过程中抗氧化能力变化规律的研究在梨果发育过程中,采用了DPPH、ABTS和FRAP三种方法测定梨果的抗氧化能力,综合评价了梨果实提取物的抗氧化性能,结果显示:(1)在梨果实整个生长发育时期,除了2020年采摘的库尔勒香梨果实对ABTS自由基清除能力和DPPH自由基清除能力呈现先上升后下降的趋势外,2021年采摘的库尔勒香梨及另外四种梨果实的三种抗氧化能力均呈现波浪型下降趋势。(2)在梨果实不同组织部位中,库尔勒香梨果实提取物对ABTS自由基清除能力次序为:果皮果心心外果肉果肉;对DPPH自由基清除能力和铁离子还原能力(FRAP)与总酚、总黄酮含量高低一致。(3)在不同梨品种间,三种抗氧化指标最高的均为南国梨,最低的是红香梨。3、梨果发育过程中酚类物质生物合成途径中相关酶活性变化规律的研究在梨果发育过程中,采用ELISA法测定了梨果实酚类物质合成途径中相关酶活性,结果表明:(1)在库尔勒香梨中,随着果实的生长发育PAL酶活性逐渐下降,CHI酶活性逐渐上升,C3’H和C4H酶活性呈先下降后上升的变化,4CL酶活性先上升后下降,其余的7种酶活性均呈现“上升-下降-上升的波动趋势;不同果实部位的CHI酶活性最高,其次是C3’H,PAL酶活性最低,且FLS酶在果心中活性最高。(2)在其余四种梨果实中,随着果实的成熟,C3’H酶活性在发育中期(6/22～8/6)和后期(8/23～9/20)有两个明显的峰值,HCT酶活性呈现逐渐上升的趋势,PAL酶活性呈现逐渐下降的趋势;C3’H酶活性最高,最低的是PAL,且C3’H酶在红香梨中活性最高。4、梨果中酚类物质、抗氧化能力及酶活性的相关性分析采用Genescloud对酚类物质与抗氧化能力、酶活性进行相关性分析发现:(1)在梨果实中,酚类物质与相关酶活性均存在相关性,无论是不同梨果实部位还是不同梨果实品种,其酚类物质与三种抗氧化指标之间均存在极显著正相关(p0.01),且两者在相关性程度方面存在差异,说明采用多种指标测定梨果实抗氧化能力切实可行。(2)在梨果实不同组织部位中,酚类物质与PAL均呈现极显著正相关(p0.01),与4CL均呈现极显著负相关(p0.01)。(3)对于不同梨果实品种的酚类物质与HCT均呈现极显著负相关(p0.01)。
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