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7个鲜食葡萄品种C6化合物测定 及其合成酶关键基因表达分析 [2017/6/24 20:19:09] 来源: 作者:Admin

鲜食品种改良岗位

 

  C6类组分,又称为绿叶挥发组分(green leaf volatile, GLV),是欧亚种葡萄果实中含量最为丰富的组分。目前对该类组分的研究多集中在酿酒葡萄,且已深入到分子水平;对鲜食葡萄的研究,目前较少,多停留在对成熟期葡萄果实组分的分析检测。我们选取了生产上常见的7个葡萄品种(香妃、摩尔多尔、塔米娜、意大利、早玫瑰香、亚历山大和秋红),连续两年(2013年和2014年)检测果实成熟过程C6类挥发性组分的含量变化及LOX-HPL代谢途径相关基因表达的变化。主要结果如下:


  1 成熟果实中C6组分浓度及其香气贡献分析


  在成熟的鲜食葡萄果实中共鉴定出11C6类挥发性组分,包括2种醛、5种醇、1种酸和3种酯。己醛和E-2-己烯醛是所有葡萄品种中最为主要的C6组分。二者的浓度范围分别为1-5mg/L2-10mg/L,远大于相应的香气阈值(4.5 17μg/L),据此推测二者可以给葡萄果实贡献“青草味”或“果味”。 香妃果实二者含量在两年中高于8mg/L14mg/L;而秋红含量低,特别是在2013年,含量低至2mg/L


  检测到的5种醇中,E-2-己烯醇含量最高。2013年,塔米娜和摩尔多瓦中的E-2-己烯醇、1-己醇和E-3-己烯醇含量高于其他品种;亚历山大和秋红中的Z-3-己烯醇含量丰富。C6醇中仅有E-2-己烯醇在全部品种中可以达到阈值;Z-3-己烯醇仅在摩尔多瓦、亚历山大和秋红中达到阈值。C6醇总量,摩尔多瓦含量最高,是亚历山大的3-5倍。值得注意的是,几乎所有的醇2013年都远高于2014年。


  C6酯可以赋予果实果香、花香和甜香。在检测的葡萄果实中,仅摩尔多瓦和亚历山大的乙酸Z-3-己烯酯可以达到香气阈值。全部样品中仅检测到一种C6-己酸,且含量远低于醛和酯。香妃和塔米娜中含有较高水平的己酸,秋红中含量最低。


  2 C6类化合物在成熟期的变化


  在大部分品种中, E-2-己烯醇,E-3-己烯醇, 1-己醇两年都呈现上升趋势,上升趋势有三种:一直升高、先上升最后略下降、早期下降后一直升高。例外地:在意大利中E-3-己烯醇,E-2-己烯醇和 1-己醇在2014年呈下降趋势,2013年相反。在早玫瑰中,E-2-己烯醇在2013年呈下降趋势,在2014年上升。

 

  在大部分品种中,Z- 3 己烯醇,乙酸Z-3-己烯酯 和己酸乙酯在两年中都呈现下降趋势,下降趋势有两种:一直下降和早期升高后一直下降。例外地,在秋红和亚历山大中,Z-3-己烯醇在2013年呈现上升趋势,在2014年下降;在意大利和摩尔多瓦中,己酸乙酯在2013年呈现上升趋势,而在2014年检测不出。在达米娜和早玫瑰香中,乙酸Z-3-己烯酯在2014年呈现上升趋势,在2013年下降或检测不出。年份对大部分化合物的变化趋势影响不大,其中例外的是在意大利中的很多化合物都在两年中都呈现相反趋势,包括己醛, 己酸, E-3-己烯醇,E-2-己烯醇, 1-己醇。年份对大部分化合物的变化趋势影响不大,其中例外的是,意大利中的很多化合物都在两年中都呈现相反趋势,包括己醛, 己酸,E-3-己烯醇, E-2-己烯醇, 1-己醇。


  另外,在早玫瑰香中,E-2-己烯醇和乙酸Z-3-己烯酯在两年中呈相反趋势。在达米娜中,E-2-己烯醛和己醛在两年中呈相反趋势。在香妃中,E-2-己烯醛在两年中呈相反趋势。在秋红和亚历山大中,Z-3-己烯醇在两年中呈相反趋势。


  3 LOX途径关键酶基因的表达变化


  L O X 途径包括脂氧合酶( L O X ) 、过氧化物裂解酶(HPL)、醇脱氢酶(ADH)以及醇酰转移酶,他们是葡萄果实合成C6挥发性组分的关键酶基因。



  研究发现,V v L O X A在大多数品种中转色后先上升,成熟前略有下降;香妃和塔米娜中该基因表达远大于我们研究的其他品种。与酒葡萄品种类似,V v L OXA的表达量远高于V v L OXO,塔米娜和香妃中的V v L OXO的表达量较高,但两者变化趋势不同。塔米娜在转色后迅速上升,成熟时略有下降,与香妃相反。此外,亚历山大和秋红中的LOXs表达量低,这两个品种中的C6醛含量也显著低于其他品种。VvHPL1在香妃和早玫瑰香中表达量高,但两者成熟过程中的变化趋势有差异。香妃中VvHPL1的表达自转色保持在较高水平,成熟时迅速上升;而早玫瑰香中转色后迅速上升,成熟时略有下降。其他品种的VvHPL1基因的表达在成熟过程中变化幅度较小。VvADH2被认为与葡萄果实成熟期醇类含量的上升有关。


  研究发现与其他品种相比,香妃的V v A D H 2转色时表达量较高,后期下降,成熟前略有上升;而其他品种该基因在上述过程中持续下降。香妃的VvAAT基因表达量在EL36时期显著高于其他品种。




  4 LOX途径关键酶基因表达与C6组分积累的相关分析


  皮尔森相关分析发现,葡萄果实成熟过程中V v LOXA的表达量与C6类化合物总量以及C6醛总量、C6醇总量均成显著的正相关关系。VvLOXA的在不同品种表达水平的差异导致了品种间C6类化合物代谢轮廓的差异:香妃和塔米娜中高水平V v L OXA的表达量导致了这两个品种高水平的C6类化合物的含量。我们还发现VvADH2, VvHPL1与己醛、E-2-己烯醛以及己酸的含量具有相关性,这说明C6醛和C6酸的积累也在一定程度上与这两个基因表达有关。