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不同外源物质对西瓜番茄红素含量及其关键酶基因表达的影响

2021-12-17马荣雪周永海程登虎李世玉马建祥

西北农林科技大学学报(自然科学版) 2021年12期

马荣雪,周永海,程登虎,李世玉,张 显,李 好,马建祥,张 勇

(西北农林科技大学 园艺学院,陕西 杨凌 712100)

西瓜(Citrulluslanatus(Thunb.) Matsum. & Nakai)为葫芦科西瓜属植物,其果实汁多味美、营养丰富,富含番茄红素[1]。番茄红素是类胡萝卜素中最有效的抗氧化剂,具有重要的抗病和保健功能[2-3]。研究表明,红瓤西瓜中的番茄红素含量比许多鲜食番茄品种高,并且鲜西瓜的番茄红素与烹饪后番茄汁中的番茄红素的生物可利用性相同[4],所以提高西瓜番茄红素含量具有重要意义。

影响果实番茄红素含量的因素很多,温度、水分、土壤等生态环境都是重要的影响因子。李莉等[5]研究表明,适当加大昼夜温差有利于番茄果实中番茄红素的合成。Brandt等[6]发现,50%最适水分供给量的番茄果实中番茄红素含量(86.5 mg/kg)高于100%最适水分供给量的果实(62.5 mg/kg)。Dia等[7]发现,西瓜番茄红素含量因环境不同造成的差异比品种之间的差异更显著。有研究表明,外源物质也能影响番茄果实的番茄红素含量,如Mn2+、K+等阳离子可促进番茄果实中番茄红素的积累[8]。而外源激素也能调节类胡萝卜素等次生产物的代谢,如脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)等均可促进番茄红素的积累[9-11],而对番茄果实外源涂抹赤霉素(GA3)则抑制番茄红素的合成[9]。

番茄红素的合成过程包括缩合、脱氢、环化、羟基化及环氧化等一系列反应,其中植物烯合成酶(PSY)催化2分子的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)合成1分子的八氢番茄红素,然后通过八氢番茄红素脱氢酶(PDS)转化为六氢番茄红素和ζ-胡萝卜素。……

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