不同鲜食品质橄榄果实转录组测序及酚类代谢途径相关调控基因挖掘

【目的】果实酚类物质类别、含量是与橄榄营养及风味密切相关的重要品质性状,探究橄榄酚类物质生物合成的分子调控机制。【方法】以总酚含量差异显著的橄榄(低酚/高酚)为试材,分别取花后80-160 d的果实进行转录组分析,对莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成通路差异基因进行表征,并对差异表达基因进行WGCNA分析,从中挖掘与酚类代谢途径相关的转录因子。【结果】转录组测序共获得296314条Unigene,其中73%的Unigene被注释到数据库;4个品种(系)橄榄成熟果共鉴定到1628个差异表达基因(DEGs),KEGG分析显示,DEGs在酚类代谢途径的“类黄酮生物合成”通路上显著富集;进一步对果实成熟过程莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成途径的DEGs进行表征,结合WGCNA分析中每个模块与性状的R2和P值,筛选到4个关键模块,根据模块内基因的调控关系利用MCC拓扑分析法以度值≥1挖掘模块内关键转录因子,挖掘到137个转录因子Unigene与30个酚类合成结构基因Unigene共表达,转录因子Unigene功能注释来自35个基因家族,最多的为锌指蛋白(C2C2、C3H、C2H2、PHD),其次为B3、HB、MYB、NAC基因家族。【结论】从转录组角度初步解析了橄榄鲜食品质在酚类代谢途径的差异,同时挖掘了调控酚类代谢的差异基因,对进一步探究橄榄鲜食品质差异的分子机制提供了重要依据。

基于感官评价的橄榄鲜食品质差异代谢组分析

【目的】筛选影响橄榄鲜食品质的关键代谢物,探究橄榄鲜食品质差异的可能代谢机制。【方法】以4个高接换种橄榄品种(系)果实为试验材料,高接砧木为‘惠圆’,采用感官评价进行鲜食品质评价,通过超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)联用技术进行代谢物鉴定及KEGG通路分析,探究果实成熟过程的代谢变化。【结果】4个品种(系)橄榄果实鲜食品质的感官评价结果差异显著,‘甜榄1号’‘东山长穗’鲜食品质好,‘惠圆’‘子阳1号’鲜食品质差;4个品种(系)橄榄果实共鉴定到15类651个代谢物,其中初级代谢产物6类277个,次级代谢产物9类365个;基于变量投影重要性与差异倍数筛选出26个影响橄榄鲜食品质的特征差异代谢物,包括氨基酸及其衍生物(6个)、有机酸(2个)、脂质(2个)、酚类化合物(16个),其中酚类化合物包括酚酸(3个)、黄酮(3个)、黄酮醇(2个)、黄烷醇(3个)以及水解单宁(5个),并结合橄榄成熟过程建立了造成鲜食品质差异的代谢网络,鲜食品质好的橄榄在L-天冬酰胺与N,N-二甲基甘氨酸生物合成代谢途径上积累较高,体现在鲜食口感上与回甘度有关;鲜食品质差的橄榄在水解单宁(二酰基诃子酰基葡萄糖、没食子酰没食子酸甲酯、榛子素A)、黄酮醇[桑色素-3-O-木糖苷、槲皮素-3-O-(6′没食子酰)半乳糖苷]、黄烷-3-醇[7-O-没食子酰基特利色黄烷、儿茶素-(7,8-bc)-4α-(3,4-二羟基苯基)-二氢-2-(3H)-酮、儿茶素-(7,8-bc)-4β-(3,4-二羟基苯基)-二氢-2-(3h)-酮]合成途径上积累较高,体现在鲜食口感上与苦涩味有关。【结论】不同橄榄鲜食品质差异与其成熟过程中氨基酸及其衍生物合成途径和水解单宁、黄酮醇、黄烷-3-醇合成途径的积累差异密切相关。

热空气处理诱导冷藏橄榄果实抗冷性及其与膜脂代谢的关系

【目的】研究热空气处理对冷藏橄榄果实抗冷性的影响及其与脂氧合酶(LOX)活性和膜脂脂肪酸组分变化的关系。【方法】采后‘檀香’橄榄[Canarium album(Lour.)Raeusch cv.Tanxiang]果实38℃热空气处理30 min,采用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋密封包装,在(2±1)℃下贮藏。贮藏期间定期测定橄榄果实冷害指数和细胞膜透性,果皮LOX活性和膜脂脂肪酸组分。【结果】与对照果实比,38℃热空气处理30 min降低冷藏橄榄果实冷害指数、细胞膜透性和果皮LOX活性,提高果皮棕榈油酸(C16:1)、亚油酸(C18:2)和亚麻酸(C18:3)等不饱和脂肪酸相对含量,降低肉豆蔻酸(C14:0)、棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)等饱和脂肪酸相对含量,抑制果皮脂肪酸不饱和指数和脂肪酸不饱和度下降。【结论】热空气处理通过降低冷藏橄榄果实果皮LOX活性而减少膜脂不饱和脂肪酸的降解,维持较高的膜脂脂肪酸不饱和程度,从而增强橄榄果实抗冷性、减轻冷藏橄榄果实冷害的发生。

采收期对冷藏橄榄果实贮藏期间冷害的影响

针对‘檀香’橄榄果实冷藏期间易发生冷害现象,本实验研究了7个采收期（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ）对（2±1）℃、相对湿度85%-90%条件下冷藏橄榄果实冷害的影响。定期测定贮藏期间橄榄果实冷害指数、果皮褐变指数、果实好果率和质量损失率、果实呼吸强度和细胞膜相对渗透率、果实表面色度角、果皮叶绿素含量、果肉可溶性固形物、可滴定酸、可溶性总糖和还原糖含量的变化。结果表明：与采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ相比,采收期Ⅴ能保持冷藏橄榄果实较低的冷害指数、果皮褐变指数、果实质量损失率和较高的好果率,降低果实呼吸强度和呼吸峰值,延缓果实细胞膜相对渗透率升高,保持中后期较高的果实表面色度角、果皮叶绿素含量、果肉可溶性固形物、可滴定酸、可溶性总糖和还原糖含量。因此认为,采收期Ⅴ可作为减轻冷藏‘檀香’橄榄果实冷害发生的适宜采收成熟度。

不同成熟度橄榄果实冷藏期间细胞壁代谢对采后冷害的响应特性

研究冷藏期间橄榄果实细胞壁代谢的变化,探讨不同成熟度橄榄果实冷害发生与细胞壁组分含量、细胞壁降解酶活性的关系。以白露、寒露、立冬、大雪节气时采摘的‘檀香’橄榄果实为材料,在温度(2±1)℃、相对湿度85%~90%冷库内贮藏,定期测定橄榄果实冷害指数、果肉细胞壁组分含量和细胞壁降解酶活力的变化。结果表明,不同成熟度橄榄果实冷藏期间冷害发生与其细胞壁组分降解密切相关,冷害指数与离子结合型果胶(ionic-soluble pectin,ISP)、共价结合型果胶(covalent-soluble pectin,CSP)、半纤维素和纤维素含量呈负相关;且果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PME)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)、β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)和纤维素酶(cellulase,CEL)等细胞壁降解酶的活力变化不平衡或活力提高是导致冷藏橄榄果实细胞壁结构解体、细胞壁代谢异常、冷害发生的主要原因。同时,与成熟度Ⅰ、Ⅲ和Ⅶ的橄榄果实相比,成熟度Ⅴ保持较低的果实冷害指数及冷藏中后期果肉PME、PG、β-Gal和CEL活力,延缓冷藏中后期果肉水溶性果胶、ISP、CSP、半纤维素和纤维素含量降低。因此认为,成熟度Ⅴ的橄榄果实可较好维持细胞壁结构的完整性,有效减轻冷害发生。

橄榄多酚类物质研究进展

橄榄是中国传统的药用植物,其中多酚类物质是橄榄重要的功效成分之一。目前,橄榄多酚类物质研究较为广泛,常用的提取方法包括温浸法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超声与微波协同辅助提取法等,分离纯化后采用液相色谱或液质联用技术鉴定多酚类物质的种类和成分,并对其抗氧化、抗病毒、抗菌消炎、抗癌抑癌、解酒护肝和提高机体免疫等方面的药理活性进行验证。此外,橄榄多酚类物质合成和代谢分子机理也已经被初步阐释。基于上述研究报道,本文进一步对橄榄多酚类物质后续研究方向和产业化开发利用前景进行展望。

橄榄WRKY转录因子的克隆及其在低温胁迫下的表达分析

【目的】探讨橄榄WRKY转录因子的序列特征及其在生长发育与低温胁迫过程中的调控作用。【方法】以'福榄1号'橄榄为材料,采用RT-PCR技术克隆了4个WRKY转录因子家族成员(分别命名为CaWRKY21、CaWRKY33、CaWRKY50和CaWRKY55),并对其进行生物信息学和qRT-PCR表达模式分析,同时研究橄榄低温胁迫过程中总抗氧化能力的变化。【结果】CaWRKY21、33、50、55开放阅读框分别为561、1 644、357和1 044 bp,预测可分别编码186、547、118和347个氨基酸,GenBank登录号为MG356652、MG356653、MG356654和MG356655。生物信息学分析表明,CaWRKY21、33、50、55的密码子偏好性普遍较弱,均编码不稳定疏水性蛋白质,其中CaWRKY21和CaWRKY55属于第Ⅱ类植物WRKY转录因子,定位于细胞核内,CaWRKY33和CaWRKY50分别属于第Ⅰ类和第Ⅲ类WRKY转录因子,可能分别定位在内质网膜和细胞质中;聚类分析发现,橄榄与番木瓜、甜橙、桉树WRKY的亲缘关系较近。低温胁迫过程中,随着温度下降,橄榄总抗氧化能力和CaWRKY21、33、50、55表达水平均明显上升,在-3℃处理组中达到最高点;此外,它们均呈现器官特异性表达。【结论】WRKY转录因子可能参与橄榄器官形态建成,并且受低温胁迫显著诱导。

竹叶与松针黄酮提取液对橄榄果实的保鲜效果

提取箬竹和马尾松叶片总黄酮作为天然保鲜剂用于橄榄浸泡处理,以研究竹叶和松针黄酮提取液对橄榄果实的保鲜效果。结果表明,不同浓度的竹叶和松针黄酮提取液均能对橄榄果实起到一定的保鲜作用,其中393 mg/L竹叶黄酮提取液、330 mg/L松针黄酮提取液处理的橄榄果实好果率均高于对照,贮藏第77天时,橄榄好果率分别为76.11%、78.89%。2种处理均可延缓果实可溶性总糖含量下降,促进多酚含量下降,提高橄榄果实的糖酚比,能有效改善橄榄果实贮藏期内的鲜食品质。

采后‘长营’和‘惠圆’橄榄果实的耐贮性比较

品种的差异是影响采后橄榄果实品质和货架期的重要因素之一。比较研究福建省2个主栽橄榄品种‘长营’和‘惠圆’果实的贮藏性差异。采后‘长营’和‘惠圆’橄榄果实经清洗并用抑霉唑杀菌剂处理（1.0 m L/L浸果5 min）,晾干后用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋密封包装,在（8±1）℃下贮藏140 d。贮藏期间定期测定果实呼吸强度、细胞膜透性、好果率、失重率和果皮褐变指数的变化。结果表明：2个品种的橄榄果实呼吸强度在贮藏0-60 d内上升,贮藏60 d之后下降;果实细胞膜透性、失重率和果皮褐变指数都随着贮藏时间的延长而上升;果实好果率随着贮藏时间的延长而下降。但‘长营’和‘惠圆’橄榄果实的耐贮性不同。在同一贮藏期间,‘惠圆’橄榄果实的呼吸强度、细胞膜透性和果皮褐变指数都高于‘长营’橄榄果实,而好果率则低于‘长营’橄榄果实。据此认为,‘长营’橄榄果实比‘惠圆’果实更耐贮性,其原因可能与‘长营’橄榄果实可以保持较低的呼吸强度和较完整的细胞膜结构有关。

青橄榄叶的化学成分研究

对橄榄科橄榄属青橄榄树叶子的化学成分进行了研究。从乙酸乙酯萃取部位分得8个化合物,经理化及光谱方法鉴定分别为:没食子酸乙酯(Ⅰ)、东莨菪素(Ⅱ)、没食子酸(Ⅲ)、穗花杉双黄酮(Ⅳ)、肌醇(Ⅴ)、槲皮素(Ⅵ)、β-谷甾醇(Ⅶ)、4,5-去氢诃子裂酸三乙酯(Ⅷ)。其中化合物Ⅷ为新化合物,化合物Ⅴ、Ⅵ为首次从该属植物中得到,化合物Ⅳ、Ⅶ为首次从该植物中得到。

姜油树脂对采后橄榄果实抑菌效果和贮藏品质的影响

小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)是引起橄榄果实腐烂的最主要病原菌之一。为给姜油树脂在采后橄榄果实贮藏保鲜应用提供科学依据和实践指导,本实验研究了姜油树脂对采后橄榄果实的抑菌效果和贮藏品质的影响。以‘长营’橄榄果实为材料,通过损伤接种法,研究不同剂量的姜油树脂对P. microspora接种橄榄果实的抑菌效果,并进一步探讨最佳抑菌剂量的姜油树脂对采后橄榄果实在25℃下贮藏49 d期间果实病害发生和品质的影响。结果表明:与对照比较,姜油树脂可显著抑制P. microspora侵染所致橄榄果实采后病害发生,其中姜油树脂的最佳抑菌剂量为30μL/mL;30μL/mL的姜油树脂处理可显著降低橄榄果实病害指数和果皮褐变指数(P<0.01),延缓橄榄果实可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、VC、总酚及类黄酮含量的下降,较好保持采后橄榄果实的外观颜色和营养品质。因此认为,30μL/mL的姜油树脂处理可有效控制橄榄果实采后病害发生,保持橄榄果实贮藏品质。

橄榄种子休眠生理与层积效应

探究橄榄种子休眠生理与层积对种子萌发和幼苗生长的影响效应,为橄榄及其他核果类果树种子休眠生理研究和种苗繁育提供参考。以未层积种子(层积0 d)为对照,对橄榄种子进行不同时间(每10 d一处理,共10个处理)的层积处理,研究橄榄种子在层积过程中营养物质、激素水平等生理生化变化,以及不同层积时间种子的萌发和幼苗生长情况。结果表明:层积处理缩短了橄榄种子发芽启动时间,对橄榄种子萌发均有促进作用。层积90 d和100 d的橄榄种子发芽率最高,均为82.22%,比CK种子(53.33%)高54.17%,发芽指数也显著高于其他处理时间,层积100 d的橄榄种子发芽指数是CK的8.5倍(P<0.05)。层积能提高橄榄幼苗地上部生物量,以90、100 d处理的橄榄幼苗生长最好。橄榄种子的主要营养贮藏物质是粗脂肪(70.85%~81.67%),在层积过程中呈先升后降的趋势。新鲜橄榄种子(CK)中ABA含量较高(16.64 ng/g),而GA_3未检测到。随层积时间延长,ABA与SA含量快速下降,GA_3含量增加,IAA/ABA升高,利于种子休眠解除。层积处理橄榄种子有利于其营养物质达到萌发所需水平,加快内源激素变化,促进种子发芽和幼苗地上部生长,以层积90~100 d最佳。

橄榄基因组AFLP扩增体系的优化

为建立适于橄榄研究用的AFLP技术体系,以10个橄榄品种为材料,对其基因组DNA从酶切、连接、预扩增和选择性扩增等方面进行条件优化。研究结果表明,DNA模板用量为500 ng,酶切体系中限制性内切酶EcoRⅠ和MseⅠ各加入3 U,37℃水浴4 h;连接体系中T4DNA连接酶加入1.5 U,16℃连接6 h;并利用优化后的预扩增体系和选择性扩增体系筛选出6对适合于橄榄AFLP分析的引物组合:E/AAC-M/CAT、E/AAC-M/CTT、E/ACA-M/CAA、E/AGG-M/CAA、E/ACC-M/CAA、E/ACT-M/CAT。采用该体系得到的电泳条带清晰可靠、多态性好,可用于对橄榄遗传多样性的研究。

橄榄新品种棱尖橄榄的选育

棱尖橄榄是从本地土橄榄的实生群体中,通过单株选育而成的鲜食型新品种。果实长椭圆形,成熟果实黄色,果形端正,果肉黄绿色,果核两端长尖。平均单果质量8.84 g,可食率83.7%,可溶性固形物含量(w,后同)为12.3%,总糖4.3g·100 g^(-1),可滴定酸9.65 g·kg^(-1),维生素C 18.6 mg·100 g^(-1),粗纤维3.4%,单宁9.06×10^(3)mg·kg^(-1),钙842 mg·kg^(-1),口感化渣、涩轻、橄榄风味较浓,回甘明显。该品种树冠圆头形,树姿开张,分枝能力较强,当年高接,第三年可开花结果。每年3月至12月份抽梢3~4次,春梢3月上中旬萌动,至5月上中旬停止生长成为结果枝,5月中旬初花,5月底为盛花期。盛花期时间较短,6月上旬为终花期。果实生育期190~210 d,果实成熟期为12月中下旬,是晚熟品种。ISSR结果分析表明,棱尖橄榄与其他橄榄品种均不在同一类群上。在广东省潮汕地区种植,10 a(年)结果树每666.7 m^(2)产量达647.5 kg,表现丰产、稳产。

根系浸泡生长素对橄榄幼苗生长及其叶绿素荧光特性的影响

以1~2片真叶的橄榄健康幼苗为试材,研究2种外源生长素吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)在不同浓度(100、300和500μmol/L)及不同处理时间(1、3和5h)下对橄榄幼苗根系和地上部生长量的影响,并运用隶属函数法进行综合评价,对测定排名前5个处理的橄榄幼苗的叶绿素荧光特性进行分析,以探寻促进橄榄幼苗生长的最佳处理,为橄榄实生砧木苗繁育提供理论及技术依据。结果显示:(1)外源生长素能促进橄榄幼苗生长,改善根系构型,以低浓度处理和高浓度短时长的处理表现较好,能提高橄榄幼苗生长势。(2)隶属函数分析橄榄幼苗生长的综合效果排名前五的处理为:N3001>N5001>N1005>N1001>I3003,前4个均为NAA处理,平均隶属函数值均大于0.65,且对株高、茎粗、地上部生物量、总根长、总根表面积、主根长及侧根数的促进作用比IBA大。(3)叶绿素荧光特性显示,N1001处理的橄榄幼苗实际光化学量子效率Y(Ⅱ)最高且比对照显著增加了8.16%,光合电子传递速率ETR最大,非光化学淬灭系数NPQ最低且比CK显著降低了23.78%(P<0.05)。研究表明,N1001为促进橄榄幼苗生长的最佳处理,即选择100μmol/L外源生长素NAA处理橄榄实生砧木苗根系1h,能显著促进植株生长,提高幼苗的光能利用率和光合能力。

橄榄转录组密码子使用偏好性及其影响因素

为了解橄榄密码子使用偏好特征,以福榄1号橄榄为材料,利用codonW和EMBOSS等软件分析橄榄转录组密码子使用偏好性参数,并探讨偏好性形成的可能因素。结果表明,橄榄转录组平均有效密码子数(ENc)、密码子G和C(GC)含量及密码子第3位上G和C(GC3s)含量分别为51.80、0.435和0.377,表明橄榄转录组密码子使用偏好性较弱,且倾向使用富含A和T且以A或T结尾的密码子。橄榄转录组高低表达基因样本之间同义密码相对使用度(RSCU)差异较小,其中CGC、ATC、CTC和ACC等可作为橄榄最优密码子群。密码子组分分析、中性绘图分析、ENc-GC3s关联分析和偏倚分析结果表明,橄榄转录组密码子使用偏好性可能是以突变压力为主,多种作用方式共同影响的结果。此外,烟草和酵母菌可作为橄榄目标基因异源转化的理想受体系统。本试验结果为进一步研究橄榄遗传背景和分子进化提供了一定的科学依据。

橄榄多酚抗氧化活性研究

开发利用天然抗氧化剂是当前食品科技发展的趋势,橄榄果实中富含各种多酚类物质,是理想的天然抗氧化剂。本文对橄榄中的多酚含量进行了测定,用二苯基苦基苯肼自由基(DPPH.)和铁离子还原/抗氧化能力测定(FRAP)法,研究了橄榄多酚提取物的自由基清除能力及抗氧化活性。结果表明:橄榄中多酚含量高达572.30±39.71mg/g干重;橄榄多酚提取物具有较高的自由基清除能力(IC50为40.14μg/mL)及较强的抗氧化能力(4.271mmol/LAAE/g)。

冬节圆橄榄果实挥发油化学成分分析

采用固相微萃取法和毛细管气相色谱—质谱联用法,对广东优良橄榄品种冬节圆果实挥发油化学成分进行了分析,分离出22个峰,确认了22种化学物名称及其相对含量。结果表明:冬节圆橄榄挥发油主要成分为反式—石竹烯、D-大根香叶烯、α-蒎烯、DL-萜二烯、α-古巴烯、三角杜松烯、α-律草烯,这些成分占橄榄挥发油的91.81%,其中反式-石竹烯相对含量最多,达42.23%。

高效液相色谱法测定青果中没食子酸的含量

目的 :采用高效液相色谱法测定青果中没食子酸含量。方法 :色谱条件为 :C18柱 ,以甲醇 - 0 .5 %冰醋酸 (15∶ 85 )为流动相 ,检测波长 2 71nm。结果 :平均回收率 98.5 4 % ,RSD=1.2 9%。结论 :此法简便 ,灵敏 ,快速 ,可靠 ,重复性好 。

超声强化提取橄榄黄酮类物质及其抗氧化活性研究

橄榄是传统的药食同源植物,为了提高橄榄中黄酮类化合物的提取效率,研究超声波提取橄榄中黄酮类物质的工艺。通过单因素试验考察乙醇浓度、超声波功率、提取温度、处理时间、料液比和浸泡时间对总黄酮提取率的影响。在单因素试验的基础上,利用正交试验确定超声波法提取橄榄果中总黄酮类化合物的最佳工艺条件,并测定了其对羟自由基(.OH)和1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基(DPPH.)的清除结果。结果表明,黄酮最佳提取工艺条件为:超声波功率350 W,提取温度60℃,提取时间60 min,乙醇体积分数70%,液料比40 mL/g,总黄酮得率为2.30%。橄榄总黄酮提取物对.OH和DPPH.均有较强的清除能力。