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68份紫肉甘薯品种资源花青苷组分分析与评价

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植物遗传资源学报 2021年第4期22卷 1031-1041页

作者：赵凌霄邓逸桐衡曦彤程娟袁博赵冬兰戴习彬周志林曹清河江苏徐淮地区徐州农业科学研究所徐州221131 江苏师范大学生命科学学院徐州221116 中国矿业大学化工学院徐州221116

为了解紫肉甘薯中花青苷的组分构成及多样性分布,以来自国内外多家培育单位的68份紫肉甘薯品种资源为试验材料,利用液质联用技术测定了6类共计68种花青苷的含量。结果表明,6类花青苷中,矢车菊类和芍药类花青苷的含量较高,分布范围较广,... 详细信息

为了解紫肉甘薯中花青苷的组分构成及多样性分布,以来自国内外多家培育单位的68份紫肉甘薯品种资源为试验材料,利用液质联用技术测定了6类共计68种花青苷的含量。结果表明,6类花青苷中,矢车菊类和芍药类花青苷的含量较高,分布范围较广,天竺葵类花青苷的含量整体最低,分布范围最狭窄。相关性分析结果表明,检测到花青苷的总含量和矢车菊类、芍药类及矮牵牛类花青苷的含量均呈极显著正相关。系统聚类分析结果表明,68份紫肉甘薯品种资源被聚为6个类群,其中第Ⅱ类群6类花青苷的含量均较高,第IV类群各类花青苷的含量均较低。68种花青苷在68份紫肉甘薯品种中的检出情况表明,有7种花青苷能够在全部的紫肉甘薯品种中检出,10种只能在少于50份的材料中检出。68种花青苷含量的相关性分析结果表明,每类花青苷中均有几种花青苷的含量相等或呈极显著正相关。本研究通过对紫肉甘薯品种资源花青苷组分构成及多样性的分析与评价,筛选出6类花青苷含量较高的紫肉甘薯品种3份,单类花青苷含量较高的品种7份,为优质甘薯的推广和后续优质品种的选育提供了材料基础。

关键词：紫肉甘薯花青苷保健价值矢车菊素芍药素天竺葵素

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高效液相色谱法测定紫甘薯花青素含量

西南农业学报 2012年第1期25卷 123-127页

作者：毛建霏周虹雷绍荣郭灵安欧阳华学代晓航四川省农业科学院分析测试中心农业部食品质量监督检验测试中心四川成都610066

本文建立了紫甘薯中花青素的高效液相色谱-紫外定量检测方法。使用盐酸水溶液超声提取紫甘薯花色苷,沸水浴将多种花色苷水解为花青素单体。采用高效液相色谱-紫外可见检测器对紫甘薯中主要花青素矢车菊和芍药素进行定量检测。结果表明:... 详细信息

本文建立了紫甘薯中花青素的高效液相色谱-紫外定量检测方法。使用盐酸水溶液超声提取紫甘薯花色苷,沸水浴将多种花色苷水解为花青素单体。采用高效液相色谱-紫外可见检测器对紫甘薯中主要花青素矢车菊和芍药素进行定量检测。结果表明:矢车菊素线性范围0.0454～90.8μg/mL,仪器定量限26.7 ng/mL,仪器检出限8.0 ng/mL,方法检出限0.80 mg/kg,日内RSD 1.8%,回收率97.8%～100.7%;芍药素线性范围0.0420～80.4μg/mL,仪器定量限24.7 ng/mL,仪器检出限7.4 ng/mL,方法检出限0.74 mg/kg,日内RSD 2.4%回收率93.7%～95.5%。该方法便捷准确,可将紫甘薯及其他作物中复杂花色苷水解为花青素单体进行定量测定。

关键词：高效液相色谱紫甘薯花色苷花青素矢车菊芍药素提取水解

IbAOMT基因对甘薯花青素修饰和抗氧化能力的影响

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IbAOMT基因对甘薯花青素修饰和抗氧化能力的影响

作者：张丽西华师范大学

学位级别：硕士

花青素是植物天然色素,在植物的生长发育及对抗逆境中起重要作用。花青素甲基转移酶(AOMT)能够将花青素从3大类丰富到6大类,使其结构稳定、颜色多样并稳定储存在液泡中。甘薯富含矢车菊素和芍药素,其花青素研究多聚焦在前期类黄酮支架... 详细信息

花青素是植物天然色素,在植物的生长发育及对抗逆境中起重要作用。花青素甲基转移酶(AOMT)能够将花青素从3大类丰富到6大类,使其结构稳定、颜色多样并稳定储存在液泡中。甘薯富含矢车菊素和芍药素,其花青素研究多聚焦在前期类黄酮支架的合成上,对后期催化矢车菊素生成芍药素相关的甲基化修饰研究却未见报道。因而加强对甘薯花青素甲基化修饰研究尤为重要,有利于对甘薯花青素进行种类优化和功能开发,有利于培育抗逆性强和营养价值高的甘薯品种。为阐明甘薯花青素甲基化修饰的原理,培育高花青素和高抗逆性甘薯,本课题以IbAOMT1和IbAOMT2的体外酶活实验为基础,创建拟南芥与甘薯过表达株系进行体内酶活实验,验证了IbAOMT1和IbAOMT2基因的生物学功能,解析了甘薯中花青素甲基化修饰的原理。研究结果如下:(1)体外酶活实验发现IbAOMT2酶可以催化S-腺苷甲硫氨酸(SAM)作为甲基供体与矢车菊素3-葡萄糖苷发生反应,使矢车菊素3-葡萄糖苷的B环3’位羟基甲基化生成芍药素3-葡萄糖苷,证实了IbAOMT2基因在体外的功能,为后续获得拟南芥和甘薯转基因植株奠定了前期基础。(2)在拟南芥中创建AOMT1-OE和AOMT2-OE转基因株系,转基因植株花青素含量显著增加。野生型花青素含量是0.17 mg/g,转基因株系花青素是野生型的4.9-7.7倍。通过LC-MS分析花青素组分,发现转基因植株中新增加了芍药素3-O-[2’’-O-(6’’’-O-(芥子酰基)木糖基)6’’-O-(对-O-(葡萄糖基)对香豆油基)葡萄糖苷]5-O-(6’’’’-O-丙二酰基)葡萄糖苷,是由矢车菊素3-O-[2’’-O-(6’’’-O-(芥子酰基)木糖基)6’’-O-(对-O-(葡萄糖基)对香豆油基)葡萄糖苷]5-O-(6’’’’-O-丙二酰基)葡萄糖苷的B环3’位置经甲基化修饰生成,证实了IbAOMT1和IbAOMT2基因在拟南芥体内具有催化花青素甲基化和提高花青素总含量的功能。(3)甘薯中过表达IbAOMT1和IbAOMT2基因获得转基因株系,根据IbAOMT1与IbAOMT2基因表达量和转基因株系表型,选取AOMT1-1、AOMT1-2、AOMT2-1和AOMT2-2过表达株系作后续研究。对甘薯各组织花青素含量检测结果显示,块根中的花青素含量最高,其次是茎和叶。且转基因株系各组织的花青素含量都显著高于野生型。例如,野生型块根的花青素含量为2.80 mg/g,而转基因株系中的花青素含量增加了2.3-3.8倍;另外,转基因株系茎和叶中的花青素分别较野生型增加了1.6-3.0倍和3.3-5.4倍。通过LC-MS检测甘薯中花青素组分,转基因株系中花青素组分由野生型的16种增加到23种,增加了5种芍药素和2种矢车菊素。可能是甘薯内源甲基转移酶的底物偏好性以及含量的影响,因此无法催化所有类型的矢车菊素甲基化。过表达IbAOMT1或IbAOMT2基因,极大提高了甲基转移酶的活性,从而催化更多种类的矢车菊素甲基化生成芍药素,丰富了甘薯体内花青素的组分和含量。我们发现过表达株系Lf4中花青素通路合成相关基因DFR、F3’H、ANS、3GT、IbAOMT1和IbAOMT2基因的表达量均显著上调。说明在甘薯中过表达IbAOMT1或IbAOMT2基因,可以增强甲基转移酶对底物矢车菊素的需求,诱使矢车菊素合成通路相关基因表达,催化产生更多矢车菊素参与甲基化反应,提高通路中矢车菊素甲基化生成芍药素的效率。甘薯中过表达IbAOMT1或IbAOMT2基因,随着花青素含量的增加,转基因植株的抗氧化性也显著提高,是野生型的1.57-5.87倍。块根中的光合产物含量出现显著增加,转基因植株蔗糖含量是野生型的1.89-5.40倍;可溶性糖含量是野生型1.60-4.26倍;淀粉含量是野生型的1.20-1.51倍。综上所述:本实验从甘薯中克隆到IbAOMT1和IbAOMT2基因,首先在体外进行酶活实验,其次在拟南芥中进行异源表达,均验证其具有催化矢车菊素甲基化的功能。最后在转基因甘薯中发现AOMT酶含量提高能够显著增加矢车菊素向芍药素转化的效率,引起花青素合成相关基因表达量的上调,导致转基因甘薯中花青素含量、抗氧化性和同化产物产量显著增加。本研究结果有利于我们利用分子育种手段,人为调控甘薯体内花青素总含量和组分,从而研发出具有高营养、强抗逆性和高商业化价值的甘薯。

关键词：甘薯花青素甲基转移酶矢车菊素芍药素

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紫甘薯花色苷水解条件研究

食品与发酵科技 2012年第3期48卷 81-85页

作者：郭灵安毛建霏雷绍荣游米沙四川省农业科学院分析测试中心四川成都610066

紫甘薯富含花青素,其大多以酰基化花色苷形式存在,种类多达二十种以上,难以直接进行定量检测。本文首次综合紫甘薯花色苷的提取和水解,使用盐酸水溶液超声提取紫甘薯花色苷,直接沸水浴水解将花色苷水解为花青素单体。通过高效液相色谱-... 详细信息

紫甘薯富含花青素,其大多以酰基化花色苷形式存在,种类多达二十种以上,难以直接进行定量检测。本文首次综合紫甘薯花色苷的提取和水解,使用盐酸水溶液超声提取紫甘薯花色苷,直接沸水浴水解将花色苷水解为花青素单体。通过高效液相色谱-紫外可见检测器进行定性分析,使用该方法对四川省13个品种的紫甘薯进行了分析,主要花青素均为矢车菊和芍药素。该法简便稳定,有望用于紫甘薯及其他植物中花青素的常规定量分析。

关键词：紫甘薯花色苷花青素矢车菊芍药素提取水解高效液相色谱