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UV照射对蓝莓果实类黄酮途径的代谢调控及转录激活

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UV照射对蓝莓果实类黄酮途径的代谢调控及转录激活

作者：杨俊枫北京林业大学

学位级别：硕士

本试验以“北陆”蓝莓为试材,对发育过程中果实类黄酮含量及其合成酶活性、基因表达进行研究,并进一步利用不同紫外光照射离体和活体不同发育时期蓝莓果实,测定了果实类黄酮途径终产物(花青苷,原花青素,黄酮醇)的含量、生物合成酶活性... 详细信息

本试验以“北陆”蓝莓为试材,对发育过程中果实类黄酮含量及其合成酶活性、基因表达进行研究,并进一步利用不同紫外光照射离体和活体不同发育时期蓝莓果实,测定了果实类黄酮途径终产物(花青苷,原花青素,黄酮醇)的含量、生物合成酶活性及其基因表达,从底物、酶活性、基因转录水平阐明不同紫外光照射离体蓝莓果实和活体蓝莓植株对果实类黄酮途径的代谢调控及其作用机理。主要研究结果如下：1.“北陆”蓝莓果实生长发育过程中,原花青素、黄酮醇在果实发育前期大量积累,果实发育后期主要转向花青苷的合成,并且都与相应的调控基因及结构基因变化规律相一致。花青苷的合成与果糖、葡萄糖含量密切相关,而原花青素与黄酮醇物质与果实抗氧化能力显著相关。2.不同剂量三种紫外光照射离体蓝莓果实,幼果期果实中类黄酮物质和酶活性随着UV-A照射剂量增加而递增,而UV-B和UV-C照射后含量随着剂量增加而减少,并且UV-A的诱导效果明显优于UV-B和UV-C。而白果期果实受到UV-B、UV-C照射后,类黄酮途径的激活效果明显高于UV-A照射,并且随着照射剂量增加而增加。活体UV处理中,随着UV-B和UV-C照射剂量的增加,幼果中总酚和原花青素含量呈递增趋势。3.离体和活体UV照射都不同程度地诱导了蓝莓类黄酮途径结构基因及调控基因的转录表达,它们具有明显的发育阶段相关性和紫外波长相关性。离体UV照射在果实发育前期主要诱导黄酮醇含量的提升,而果实发育后期主要诱导花青苷积累,其中UV-C的诱导效果最明显。而活体UV照射在果实发育前期主要诱导原花青素和黄酮醇的积累,后期主要合成花青苷,其中UV-B的诱导效果较UV-C明显。4.离体果实和活体植株对UV照射具有不同的响应模式。首先,离体果实随着紫外光波长的递减,果实类黄酮途径的诱导效果递增;而活体植株受UV-B的激活效果比UV-C明显。其次,相对离体果实而言,活体植株在UV照射后做出了系统的反应。离体处理中,转色前果实中原花青素合成受到UV诱导后转向黄酮醇合成途径;果实发育后期,糖含量及黄酮醇含量诱导减少而转向花青苷的合成。而活体处理中,整个果实发育阶段糖含量及类黄酮物质激几乎都受UV照射的激活。再次,UV照射活体蓝莓植株比照射离体蓝莓果实对类黄酮途径的影响相对较为缓和。5.离体UV照射不同程度地诱导了蓝莓果实中抗氧化能力的提升,并且具有明显的发育阶段相关性和紫外波长相关性。随着果实成熟度的增加,果实抗氧化能力受诱导程度更大。UV-C的诱导作用较位明显。相对离体UV处理,活体UV照射对果实抗氧化能力影响不大,其中,UV-B对转色前果实抗氧化能力提升有较小程度的激活。

关键词：蓝莓离体偌体UV照射类黄酮途径抗氧化能力基因表达

越橘叶片秋季变色期间花青苷和叶绿素的变化特性

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园艺学报 2017年第12期44卷 2361-2371页

作者：李彬彬杨俊枫高源潘美娜侯智霞北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室蓝莓研究与开发中心北京100083

以4年生‘北陆’越橘为试材,对秋季叶色变化期间花青苷和叶绿素的含量和组分进行了研究。结果表明,随着叶色变化,花青苷总量升高,越到后期增幅越大,叶绿素总量下降,初期降幅较大;全绿叶片中解析出5种花青苷组分,随叶色变化组分增多,全... 详细信息

以4年生‘北陆’越橘为试材,对秋季叶色变化期间花青苷和叶绿素的含量和组分进行了研究。结果表明,随着叶色变化,花青苷总量升高,越到后期增幅越大,叶绿素总量下降,初期降幅较大;全绿叶片中解析出5种花青苷组分,随叶色变化组分增多,全红叶片中解析出11种组分,分别属于飞燕草素、牵牛花素、锦葵色素和矢车菊素;飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–葡萄糖苷和牵牛花素–3–O–半乳糖苷是主要的花青苷组分,共同主导了花青苷总量的变化趋势;飞燕草素和牵牛花素总量随叶色变化增加,但比值不变;叶绿素a与叶绿素b变化趋势一致,但叶绿素a含量较高,变化幅度较大。综合分析认为,花青苷积累量的增加和叶绿素积累量的减少是叶片变色的关键因素;飞燕草素与牵牛花素是主要的两类花青素,其含量和配比可能决定了叶片的红色;‘北陆’叶色变化过程中主要积累3种花青苷组分:飞燕草素–3–O–阿拉伯糖苷、牵牛花素–3–O–半乳糖苷和牵牛花素–3–O–葡萄糖苷,影响了花青苷总量及主要色素的配比,进一步影响了叶片颜色。

关键词：越橘叶色花青苷组分叶绿素

大兴安岭笃斯越橘叶片、根系及根系层土壤养分特性研究

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2017年第7期45卷 115-124,133页

作者：白永超侯智霞王冲杨俊枫杨乐北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室蓝莓研究发展中心北京100083

【目的】分析大兴安岭地区笃斯越橘叶片和根系矿质元素含量及根系集中分布层的土壤养分特性,明确土壤养分对笃斯越橘叶片及根系中矿质元素含量的影响。【方法】以大兴安岭地区水湿地有土壤类型、水湿地无土壤类型、水湿地沟谷草甸类型... 详细信息

【目的】分析大兴安岭地区笃斯越橘叶片和根系矿质元素含量及根系集中分布层的土壤养分特性,明确土壤养分对笃斯越橘叶片及根系中矿质元素含量的影响。【方法】以大兴安岭地区水湿地有土壤类型、水湿地无土壤类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型中的笃斯越橘为研究对象,使用多元统计分析法,研究笃斯越橘叶片和根系中的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu含量与土壤有机质、全N、全P、全K、全Ca、全Mg、全Fe、全Mn、全Cu、碱解N、有效P、速效K含量及pH间的相互关系。【结果】(1)大兴安岭笃斯越橘分布区不同立地类型中的土壤养分含量差异显著(P<0.05);立地类型对笃斯越橘叶片中N、P、K含量的影响较大,而叶片Ca、Mg及根系中各矿质元素含量受其影响相对较小;根系集中分布层的土壤养分含量丰度在植株体内具有一定程度的反应。(2)从叶片矿质元素间的相关性分析得知,叶片中N与K、Mn与Cu呈极显著正相关(r=0.751**,r=0.834**),Mn与N、Fe呈显著正相关(r=0.586*,r=0.566*);简单相关分析结果表明,土壤养分含量与笃斯越橘植株矿质元素相关性复杂,仅得到叶片N、根系N和根系Fe与其对应土壤养分含量呈显著正相关(r=0.596*,r=0.587*,r=0.570*);典型相关分析表明,土壤有机质和pH对笃斯越橘叶片矿质元素含量具有重要影响,尤其土壤pH对叶片P、Fe、Mg、Mn、Cu含量影响较大,其含量随土壤pH的升高均可能呈现降低趋势;而根系矿质元素主要受土壤pH、P、Ca、Mg影响,尤其土壤全Mg对根系Ca、Mg、Fe含量影响较大。【结论】大兴安岭4种典型立地类型中的笃斯越橘植株均呈现高N、K、Mn,低P、Mg的营养特性;根系集中分布层的土壤养分总体呈现高有机质、高N、高Fe、低P的特点;提高土壤有机质、N、Fe含量并配合调节土壤pH,是笃斯越橘栽培管理的重点。

关键词：笃斯越橘叶片矿质元素根系矿质元素土壤养分

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大兴安岭16个地区笃斯越桔花粉形态观察

经济林研究 2018年第2期36卷 35-42页

作者：梁芳王冲宫中志杨俊枫侯智霞北京林业大学林学院北京100083

笃斯越桔是大兴安岭地区的重要经济树种。为给其遗传育种和引种栽培提供参考依据,应用扫描电子显微镜,对大兴安岭16个地区的笃斯越桔花粉形态进行了观察,并根据花粉的大小、萌发沟长、花粉壁纹饰等性状指标对不同地区的花粉进行了聚类... 详细信息

笃斯越桔是大兴安岭地区的重要经济树种。为给其遗传育种和引种栽培提供参考依据,应用扫描电子显微镜,对大兴安岭16个地区的笃斯越桔花粉形态进行了观察,并根据花粉的大小、萌发沟长、花粉壁纹饰等性状指标对不同地区的花粉进行了聚类分析。观测结果表明:大兴安岭16个地区的笃斯越桔花粉在其部分形态特征上保持了一致性,均为四合花粉、六条萌发沟、近球形等;同时,在花粉部分形态特征上也表现出了特异性,如花粉大小、萌发沟长、极面观及花粉壁纹饰等;其花粉直径在24.12~39.12μm之间,萌发沟长在13.86~26.76μm之间,极面观为圆形和三角形,花粉壁纹饰主要有疣状纹饰、颗粒状纹饰、波纹状纹饰等。分析结果表明:大兴安岭地区的笃斯越桔具有丰富的遗传多样性。

关键词：笃斯越桔花粉形态观察大兴安岭

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寻求生存──城市农民工的故事

中国贫困地区 1998年第9期 57-60页

作者：谢发灵杨俊枫

UV-B对不同发育时期离体蓝莓主要果实品质及相关酶活性的影响

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西北植物学报 2015年第12期35卷 2477-2482页

作者：杨乐杨俊枫侯智霞宫中志王冲史文君北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室蓝莓研究与发展中心北京100083 信阳农林学院河南信阳464000

该研究以幼果期、白果期、转色期的离体‘北陆’蓝莓果实为试材,设置0(CK)、5、10、15min紫外光辐照处理,24h后取样分析蓝莓果实中可溶性糖、总酚、类黄酮和花青苷含量,以及苯丙氨酸裂解酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性的变化,探究UV-B... 详细信息

该研究以幼果期、白果期、转色期的离体‘北陆’蓝莓果实为试材,设置0(CK)、5、10、15min紫外光辐照处理,24h后取样分析蓝莓果实中可溶性糖、总酚、类黄酮和花青苷含量,以及苯丙氨酸裂解酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性的变化,探究UV-B紫外照射处理对不同发育时期蓝莓主要果实品质及相关酶活的影响。结果显示:(1)对于幼果期蓝莓,5min UV-B处理可显著增加果实内可溶性糖含量;10min UV-B处理果实PAL活性增加效果最为显著;15min UV-B处理对果实总酚和花青苷积累的促进作用最大,但显著降低了类黄酮含量和CHI活性。(2)对于白果期蓝莓,5min UV-B处理显著增加了果实类黄酮含量和CHI活性,10min处理使果实可溶性糖和总酚含量较对照分别增加25%和18%;15min处理对果实花青苷含量和PAL活性影响作用最大。(3)对于转色期蓝莓,各处理除果实可溶性糖及类黄酮含量降低外,其余物质含量均显著增加。(4)UV-B处理并未改变果实发育过程中可溶性糖、总酚、类黄酮和花青苷含量及PAL、CHI酶活性的积累规律。(5)蓝莓果内PAL活性与其可溶性糖、总酚和类黄酮的积累呈极显著正相关关系,而CHI活性仅与其可溶性糖呈极显著正相关。研究表明,UV-B辐照处理促进了幼果期和白果期可溶性糖的积累,也能促进不同发育时期蓝莓果实总酚和花青苷及白果期类黄酮的积累,对蓝莓果实主要品质能够产生积极的影响。

关键词：蓝莓 UV-B辐照可溶性糖总酚类黄酮 PAL活性 CHI活性

紫外光对‘北陆’越橘转色果花青苷积累、关键酶活性及其基因表达的影响

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园艺学报 2016年第4期43卷 663-673页

作者：杨俊枫史文君杨乐宫中志李彬彬侯智霞北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室蓝莓研究与发展中心北京100083

以3年生‘北陆’越橘为试材,对发育过程中果实花青苷含量及合成酶活性变化进行研究,并进一步利用3种紫外光(UV-A、UV-B、UV-C)分别照射转色期越橘果实,测定了果实中花青苷等酚类物质的含量、生物合成酶活性及其基因表达,从底物、酶活性... 详细信息

以3年生‘北陆’越橘为试材,对发育过程中果实花青苷含量及合成酶活性变化进行研究,并进一步利用3种紫外光(UV-A、UV-B、UV-C)分别照射转色期越橘果实,测定了果实中花青苷等酚类物质的含量、生物合成酶活性及其基因表达,从底物、酶活性、基因转录水平阐明了不同紫外光对花青苷生物合成途径的影响。3种紫外光都明显诱导了果实花青苷的积累,特别是UV-C照射后果实花青苷含量提高了2.36倍。UV照射显著诱导果实PAL、UFGT酶活性升高,VcPAL、VcUFGT转录增强,但同时也抑制了DFR酶活性及基因表达,其中PAL、UFGT酶活性与花青苷的积累极显著正相关(r=0.807**,r=0.894**),而DFR酶则相反(r=–0.854**)。结果表明,UV照射能诱导丙苯氨酸途径中响应紫外处理的一些关键基因的转录激活(如VcPAL,VcUFGT)或抑制(如VcDFR),并影响相应酶活性的变化,促使花青苷等酚类物质的积累。

关键词：越橘转色期果实紫外光花青苷酚类物质酶活性基因表达

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大兴安岭地区立地条件对笃斯越橘生长的影响

经济林研究 2015年第3期33卷 81-85,107页

作者：王冲侯智霞宫中志杨乐杨俊枫北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 北京林业大学蓝莓研究与发展中心北京100083

为给笃斯越橘资源的开发利用和栽培驯化提供参考依据,针对大兴安岭笃斯越橘的4种典型立地类型:水湿地无土壤层类型、水湿地有土壤层类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型,研究大兴安岭地区不同立地条件下着生基质的有机质含量、氮含量对... 详细信息

为给笃斯越橘资源的开发利用和栽培驯化提供参考依据,针对大兴安岭笃斯越橘的4种典型立地类型:水湿地无土壤层类型、水湿地有土壤层类型、水湿地沟谷草甸类型和山地类型,研究大兴安岭地区不同立地条件下着生基质的有机质含量、氮含量对笃斯越桔的株高、地径、果实大小、单果质量等指标的影响,以及各指标间的相互关系。结果表明:4种立地类型中,不同立地类型间的有机质含量和氮含量差异显著,并且呈显著正相关,相关系数r=0.818;不同立地类型间笃斯越橘的氮含量、株高、地径、果实横纵径和单果质量差异显著,其中笃斯越橘叶片氮含量与茎段氮含量、根段氮含量呈极显著的正相关,相关系数分别为r=0.906、r=0.854;4种立地类型的土壤有机质和土壤氮含量均能满足笃斯越橘正常生长的需要。

关键词：大兴安岭笃斯越橘有机质氮株高单果质量

UV-C对蓝莓酚类物质及其相关酶活性的影响

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浙江农业学报 2015年第6期27卷 955-960页

作者：杨乐侯智霞杨俊枫宫中志王冲史文君北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083

为了探究UV-C照射处理对蓝莓不同发育期果实的酚类物质及相关酶活的影响,以品种北陆为试材,辐照时间分别为5,10,15 min,以不照射为对照。处理后避光贮存于人工气候箱(温度23℃,相对湿度95%)中,24 h后取样分析果实中总酚、类黄酮含量、... 详细信息

为了探究UV-C照射处理对蓝莓不同发育期果实的酚类物质及相关酶活的影响,以品种北陆为试材,辐照时间分别为5,10,15 min,以不照射为对照。处理后避光贮存于人工气候箱(温度23℃,相对湿度95%)中,24 h后取样分析果实中总酚、类黄酮含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性的变化。研究结果表明,UV-C处理能促进不同发育时期蓝莓果实总酚和类黄酮的积累,显著降低幼果CHI活性,增加其余发育时期果实的PAL及CHI活性,且照射10 min的剂量效果最为显著。PAL与CHI活性均与总酚和类黄酮的积累呈正相关。

关键词：蓝莓总酚类黄酮 PAL活性 CHI活性 UV-C