‘三红蜜柚’果实类胡萝卜素合成途径部分酶基因的克隆及表达分析

果实颜色是柚(Citrusmaxima)的重要性状之一,为了解其色泽调控机理,本研究以‘三红蜜柚’为材料,从柚转录组数据库(未发表)中筛选得到CmPSY、CmPDS、CmZDS和CmLCYB的序列,分别编码438、533、570、214个氨基酸。生物信息学表明,CmPSY、CmPDS、CmZDS和CmLCYB编码的氨基酸序列与可可树、木薯和甜橙的同源相似度较高,尤其是与甜橙的同源性分别高达97.95%、99.81%、97.89%和100%。实时荧光定量PCR检测结果表明,CmPSY、CmPDS、CmZDS和CmLCYB在蜜柚的汁胞、囊衣和海绵层中均有表达,且表达量基本都呈先增后降的趋势,说明这些基因在蜜柚类胡萝卜素代谢中不可或缺。4个基因表达水平基本都在花后150～180 d达到最大,说明这些基因之间有着密切的协作关系。本研究为类胡萝卜素在蜜柚果实各个组织的调控提供了研究信息,并为进一步通过基因调控来提高蜜柚的外观品质奠定了基础。

一个柚新种质的亲缘关系鉴定

该研究以1个疑似柚新品种——‘迷你红柚’为实验材料,利用植物形态学观察、花粉电镜观察以及ISSR分子标记技术,以确定‘迷你红柚’与‘琯溪蜜柚’、‘邓肯葡萄柚’之间的关系。(1)从形态学观察可以看出:‘迷你红柚’果实的外形特征与‘邓肯葡萄柚’较相似,但与‘琯溪蜜柚’有较大的差别;而且‘迷你红柚’嫩叶的形态学特征与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’均有不同。(2)电镜观察发现:‘迷你红柚’花粉的萌发孔沟、花粉沟与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’相似,但花粉大小、外壁网眼与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’均有不同。(3)聚类分析结果表明,‘迷你红柚’和‘邓肯葡萄柚’遗传关系最近,但又有一定距离。研究认为,‘迷你红柚’不同于‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’,极有可能是柚的一个新品种。

‘红钻蜜柚’的选育与孢粉学研究

本文介绍了由‘琯溪蜜柚’芽变形成的新种质‘红钻蜜柚’的选育过程,植物学特性和生物学特性。果实倒卵形,单果重约1 500 g,果形指数0.90～0.94;果皮橙黄色,具红色条纹;海绵层颜色为象牙白,厚约1.5 cm;囊瓣14～16,囊衣薄带淡黄色;汁胞银白色,清脆可口,无籽或少量败育的瘪核。孢粉学研究结果表明,‘红钻蜜柚’的花粉粒大小与‘琯溪蜜柚’等品种的花粉萌发孔形态相似,花粉粒大小没有显著性差异,但‘璋益蜜柚’、‘红钻蜜柚’的网脊窄,网孔则较为紧密,而且5沟孔比例存在一定的差异性。

基于HPLC法的‘迷你红柚’果实中类胡萝卜素组成分析

为研究‘迷你红柚’果实发育过程中的类胡萝卜素组分与含量变化,本研究采用正乙烷-无水乙醇-丙酮(2∶1∶1)萃取法对‘迷你红柚’果实中的类胡萝卜素进行快速提取,利用高效液相色谱(HPLC)测定了果实海绵层、囊衣和汁胞及其不同发育时期的类胡萝卜素组分和含量。结果表明,流动相为乙腈-甲醇-四氢呋喃(90∶5∶5),流速0.3 mL/min,进样量10μL,柱温40℃,样品室温度20℃,检测波长450 nm,3种类胡萝卜素8 min内即可较好地分离;‘迷你红柚’成熟果实中含有3种类胡萝卜素,含量从高到低依次是番茄红素、β-胡萝卜素和玉米黄素;类胡萝卜素主要积累在汁胞中,番茄红素是红色的汁胞、囊衣和海绵层中最重要的色素;随着果实的发育成熟,类胡萝卜素的含量逐渐升高,番茄红素和β-胡萝卜素在汁胞和囊衣中随着果实的发育而累积,玉米黄素只在成熟阶段的果实中检测到,且含量显著低于番茄红素和β-胡萝卜素。研究结果为‘迷你红柚’果实品质评价和开发利用提供科学依据。