柑橘果实类胡萝卜素“采后生物合成”的分子机制研究

果实色泽是柑橘的主要外观品质，取决于类胡萝卜素的含量和组成比例。柑橘采后贮藏过程会出现类胡萝卜素"采后生物合成"现象，即在贮藏初期类胡萝卜素不断积累，随着时间延长而减弱直至类胡萝卜素含量下降。前人对此进行了部分生理指标的测定，但对其产生和变化的分子机制尚不明了。本研究拟以红肉脐橙为实验材料，确定常温和低温贮藏条件下果皮和果肉色差、可溶性糖、总类胡萝卜素及各组分等变化的时空特征，找出它们之间的潜在联系；设计特异引物，利用实时定量PCR技术分析常温和低温贮藏的果皮和果肉Psy、Pds、Zds、Lcyb、Lcye、Bch和Zep等基因在不同贮藏时期的表达；利用体外酶活实验探讨上述基因对应酶的活性，旨在研究红肉脐橙果实类胡萝卜素"采后生物合成"的分子机制。项目的开展不仅能丰富人们对柑橘果实类胡萝卜素代谢的认识，也为今后在采后环节改善着色不良柑橘的外观品质、保持风味品质等方面都具有重要的指导意义。

果实色泽是柑橘的主要外观品质，取决于类胡萝卜素的含量和组成比例。本研究以2009年和2010年采收的红肉脐橙（Citrus sinensis Osbeck）果实为材料，研究了贮藏温度（20℃和4℃）对红肉脐橙果实类胡萝卜素代谢的影响及相关分子机制。结果表明：不同年份采后红肉脐橙果实类胡萝卜代谢规律基本相似，但个别组分贮藏前期（1-3周）变化存在细微差别；贮藏温度对红肉脐橙果皮和果肉类胡萝卜素含量的影响存在明显组织特异性；常温（20℃）对红肉脐橙果皮着色的积极作用只维持在贮藏的前5周，常温对红肉脐橙果肉类胡萝卜素总体影响不大；低温（4℃）能保持红肉脐橙果皮类胡萝卜素含量，但显著诱导红肉脐橙果肉类胡萝卜素的合成。尽管不同年份、不同贮藏温度可溶性糖含量变化存在明显差别，果皮蔗糖含量变化与果皮类胡萝卜素代谢之间存在某种联系。基因表达结果表明：采后红肉脐橙果皮和果肉类胡萝卜素代谢受PSY、PDS、ZDS、LCYB、LCYE、HYB和ZEP等基因的转录控制，以PSY、LCYB和HYB基因表达量最高；低温有利于红肉脐橙果肉基因的表达，而常温则有利于果皮基因的表达。初步建立了LCYB酶活分析体系，但还需进一步完善。低温有利于红肉脐橙果皮和果肉可滴定酸代谢，蔗糖和柠檬酸之间存在一定相关。这些结果为今后在采后环节改善着色不良柑橘的外观品质、保持风味品质等方面都具有重要的指导意义。