不同基因型獼猴桃不同組織部位間AsA含量差異分析

廖光聯(lián)，賀艷群，劉 青，黃春輝，賈東峰，曲雪艷，徐小彪

（江西農(nóng)業(yè)大學 獼猴桃研究所，江西 南昌 330045）

【研究意義】抗壞血酸（ascorbic acid，AsA），又稱維生素C，是一種水溶性維生素，在動植物體內(nèi)具有許多重要的功能。在生物體內(nèi)，AsA 是一種抗氧化劑，保護機體免受自由基的威脅，同時AsA 也是一種輔酶，參與生物體內(nèi)多種代謝過程[1]。在人類和其他高等動物中，其主要功能是作為抗氧化劑清除體內(nèi)的活性氧對組織細胞的損傷，具有較強的抗癌能力，同時也具有延緩白內(nèi)障發(fā)展及改善心血管等功能；然而人體并不能合成自身所必需的AsA，只能從日常飲食特別是富含AsA 的蔬菜或水果中獲取AsA。在植物組織內(nèi)，AsA 廣泛存在，是一種多功能的代謝物，對植物生理的多個方面都有影響，如參與調(diào)節(jié)植物的光合作用和生長發(fā)育，調(diào)控種子萌發(fā)、開花時間、成熟與衰老，以及增強植物對逆境的抵抗能力等，其在植物中廣泛參與光合作用調(diào)控、環(huán)境誘導的氧化脅迫、機械損傷響應和病原體誘導的氧化脅迫等生理生化過程[2]?！厩叭搜芯窟M展】獼猴桃果實營養(yǎng)豐富，以富含AsA 而著稱，被譽為“水果之王”。一個中等大小的獼猴桃即可滿足人體每天對AsA的需要。獼猴桃種類繁多，不同基因型獼猴桃間AsA 含量存在較大差異，如有研究報道毛花獼猴桃（A.eriantha）果實中AsA 的含量是中華獼猴桃（A.chinensis）的3～4 倍[3]。在對中華獼猴桃‘紅陽’、‘金果’及‘金艷’果實不同組織部位AsA 含量測定的研究上也表明，不同獼猴桃品種間果實相同部位，或相同部位的不同獼猴桃品種間AsA 含量也存在顯著性的差異[4]。在對22 份不同基因型獼猴桃果實AsA 含量測定上的研究進一步證實，闊葉獼猴桃和毛花獼猴桃AsA 含量最高，軟棗獼猴桃、美味獼猴桃和黑蕊獼猴桃次之，且在整個果實發(fā)育過程闊葉獼猴桃和毛花獼猴桃果實中AsA 含量顯著高于中華獼猴桃‘Hort16A’和‘紅陽’[5]。【本研究切入點】盡管已有較多關于不同基因型獼猴桃間果實AsA 含量存在較大差異的研究報道，但不同基因型獼猴桃相同組織部位間及相同基因型獼猴桃不同組織部位間AsA 含量差異分析少有報道?！緮M解決的關鍵問題】本研究以中華獼猴桃（A.chinensis）紅肉型‘紅陽’、黃肉型‘金艷’，美味獼猴桃（A.deliciosa）‘金魁’，毛花獼猴桃（A.eriantha）‘贛獼6 號’，軟棗獼猴桃（A.arguta）‘魁綠’為材料，探明AsA 含量在不同基因型獼猴桃不同組織部位的富集差異，為進一步開展AsA 代謝機制研究奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為江西省贛州市江西萇楚果業(yè)有限公司獼猴桃資源圃內(nèi)生長健壯，無病蟲害感染的中華獼猴桃（A.chinensis）紅肉型‘紅陽’、黃肉型‘金艷’，美味獼猴桃（A.deliciosa）‘金魁’，毛花獼猴桃（A.eriantha）‘贛獼6 號’，軟棗獼猴桃（A.arguta）‘魁綠’（圖1）。栽培架式均為大棚架，單主干多主蔓形整枝。采樣時間為7月上旬，此時AsA富集較為顯著[6]。參照《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測試指南·獼猴桃屬》采集幼葉、成葉、未木質(zhì)化枝及木質(zhì)化枝[7]。同時采集獼猴桃果實，將獼猴桃果實分為果皮、果肉及果心，其中果肉參照廖光聯(lián)等[4]方法以果實縱徑平均分成3等份作為其上部（果基）、中部、下部（果頂）的劃分標準，進行果實不同部位AsA含量的測定。

圖1 試驗材料Fig.1 The tested materials

1.2 AsA含量測定

AsA含量的測定有多種方法，比較經(jīng)典的有碘量滴定法、2,6二溴靛酚滴定法，此外還有流動注射法、原子吸收法等。而本研究采用適合進行大量樣品測定的鉬藍比色法[8-9]，測定波長為700 nm。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件進行初步的數(shù)據(jù)分析并制作相應柱形圖，分析其規(guī)律；利用SPSS 17.0軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片AsA含量差異分析

從圖2 可以看出，除毛花獼猴桃‘贛獼6 號’外，其它基因型獼猴桃上均表現(xiàn)為成葉中AsA 含量高于幼葉；在成葉中，除中華獼猴桃黃肉型‘金艷’與毛花獼猴桃‘贛獼6號’無顯著性差異外，其它基因型獼猴桃成葉中AsA 含量顯著性高于毛花獼猴桃‘贛獼6 號’；相反在幼葉中，毛花獼猴桃‘贛獼6 號’幼葉中AsA含量顯著性高于它基因型獼猴桃。

圖2 不同基因型獼猴桃葉片中AsA含量差異性分析Fig.2 Difference analysis of AsA content in leaves of different genotypes kiwifruit

2.2 枝條AsA含量差異分析

從圖3 可以看出，在中華獼猴桃紅肉型‘紅陽’、黃肉型‘金艷’及美味獼猴桃‘金魁’上均表現(xiàn)為木質(zhì)化枝中AsA 含量顯著性高于未木質(zhì)化枝，毛花獼猴桃‘贛獼6 號’上則表現(xiàn)為相反，而軟棗獼猴桃‘魁綠’上則表現(xiàn)為無顯著性差異；在木質(zhì)化枝上，中華獼猴桃黃肉型‘金艷’AsA 含量顯著性高于其它基因型獼猴桃；在未木質(zhì)化枝上，毛花獼猴桃‘贛獼6號’AsA含量顯著性高于其它基因型獼猴桃，其未木質(zhì)化枝中AsA含量約是美味獼猴桃‘金魁’的10倍。

圖3 不同基因型獼猴桃枝條中AsA含量差異性分析Fig.3 Difference analysis of AsA content in branches of different genotypes kiwifruit

2.3 果實AsA含量差異分析

從圖4 可以看出，果實任何組織部位都表現(xiàn)為毛花獼猴桃‘贛獼6 號’中的AsA 含量顯著性高于其它基因型獼猴桃，其中毛花獼猴桃‘贛獼6 號’在果心、果皮、果實上部、果實中部、果實下部的AsA 含量分別是中華獼猴桃紅肉型‘紅陽’的6.84、15.16、11.47、13.41、9.00倍，是中華獼猴桃黃肉型‘金艷’的18.51、7.55、29.96、42.26、26.36 倍，是美味獼猴桃‘金魁’的21.12、11.86、17.26、20.64、11.49 倍，是軟棗獼猴 桃‘魁 綠’的20.04、18.86、49.77、47.95、33.42倍。

圖4 不同基因型獼猴桃果實中AsA含量差異性分析Fig.4 Difference analysis of AsA content in fruit of different genotypes kiwifruit

2.4 不同器官間差異性分析

從圖5 可以看出，在中華獼猴桃、美味獼猴桃及軟棗獼猴桃均表現(xiàn)為葉片中AsA 含量遠高于其它器官；而在毛花獼猴桃上則表現(xiàn)為果實中AsA 含量遠高于其它器官；在果實上，中華獼猴桃黃肉型‘金艷’、美味獼猴桃‘金魁’以及毛花獼猴桃‘贛獼6號’AsA含量由高到低均表現(xiàn)為果肉、果皮、果心，中華獼猴桃紅肉型‘紅陽’AsA含量由高到低則表現(xiàn)為果肉、果心、果皮，而軟棗獼猴桃上則表現(xiàn)為無顯著性差異。

圖5 同一基因型獼猴桃不同器官間差異性分析Fig.5 Differences analysis among different organs on the same genotype kiwifruit

3 結(jié)論與討論

AsA 一直是獼猴桃研究的熱點問題[10]，前期已有研究表明在眾多不同基因型獼猴桃間，闊葉獼猴桃和毛花獼猴桃果實AsA 含量最高[5]，這已逐步成為共識，但其它組織部位間AsA 含量差異研究少有報道。本研究結(jié)果表明，在果實上，毛花獼猴桃果實顯著性高于其它基因型獼猴桃果實，這與前人研究結(jié)果一致[5,11]。值得一提的是，AsA 具有較強的清除活性氧的作用，保護植物組織避免遭受活性氧的傷害[12]，在本研究中，中華獼猴桃、美味獼猴桃及軟棗獼猴桃上均表現(xiàn)為幼嫩組織AsA 含量低于成熟組織，極有可能是成熟組織AsA 的合成相比于幼嫩組織、衰老組織更加旺盛，而毛花獼猴桃極有可能通過其它物質(zhì)來清除葉片或枝條上的活性氧，如酚類物質(zhì)。前期已有研究表明，毛花獼猴桃具有顯著性高于其它基因型獼猴桃的酚類物質(zhì)[13]，且在清除活性氧上發(fā)揮著重要的作用[14]。

此外，本研究可為今后獼猴桃AsA 在不同組織部位間富集差異機制研究提供理論基礎。目前有較多關于不同基因型獼猴桃間AsA富集機制差異的研究報道[15]，但不同組織部位間的富集差異機制研究尚鮮有報道。AsA富集不僅與生物合成、氧化、降解及循環(huán)再生相關，與AsA轉(zhuǎn)運也密切相關[6,16-19]。目前在獼猴桃上是否存在AsA 轉(zhuǎn)運機制上一直存在較大的爭議，主要在于獼猴桃各組織器官均能檢測到AsA含量，不需要進行轉(zhuǎn)運，但目前已在植物上發(fā)現(xiàn)了具有轉(zhuǎn)運AsA 作用的堿基-抗壞血酸轉(zhuǎn)運蛋白（NAT），且在植物體內(nèi)具有較高的活性，極有可能存在轉(zhuǎn)運過程[20-21]。本研究中，幼嫩組織和成熟組織間存在顯著性差異的AsA 含量，可能是由于上述各種代謝途徑的代謝差異導致。有趣的是，毛花獼猴桃果心、果皮及果肉間AsA 含量存在顯著性富集差異，這表明其果實組織間可能存在轉(zhuǎn)運機制，有待于進一步通過相關代謝酶活性及相關基因表達量研究進行確定，這也是今后研究的重要方向。

致謝：井岡山農(nóng)高區(qū)科技發(fā)展專項（井農(nóng)科字[2021]51號）同時對本研究給予了資助，謹致謝意！