發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 13:53

【摘要】：甜玉米營(yíng)養(yǎng)豐富,含有豐富的維生素E(VE)、多酚、黃酮等植物化學(xué)物,這些物質(zhì)具有抗氧化、抗癌等生理活性功能。甜玉米遺傳變異豐富,目前有關(guān)甜玉米中維生素E的變異分布、維生素E遺傳基礎(chǔ)研究、籽粒發(fā)育過(guò)程中VE動(dòng)態(tài)積累、植物化學(xué)物抗氧化活性的研究數(shù)據(jù)較少。因此,本文以甜玉米為研究對(duì)象,對(duì)甜玉米種質(zhì)資源中VE的變異情況,結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析篩選VE合成基因。此外對(duì)甜玉米籽粒發(fā)育過(guò)程VE代謝合成變化,及不同甜玉米材料中植物化學(xué)物及抗氧化活性進(jìn)行了探究,以期為甜玉米VE營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化提供數(shù)據(jù)支持,方便育種工作者培育出高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的甜玉米品種。本課題主要研究結(jié)果如下:(1)2015年176份和2016年190份甜玉米種質(zhì)資源籽粒維生素E含量測(cè)定結(jié)果表明甜玉米籽粒中含有7種VE組分,其中64%為γ-型維生素E,28%為α-型維生素E,6.5%為δ-型維生素E,1.5%的β-型維生素E。兩年測(cè)定結(jié)果均顯示這批甜玉米材料之間的維生素E含量變異范圍大,2015年總VE含量變異范圍2.43~75.45μg/g,鮮重,2016年總VE含量范圍在7.2~37.75μg/g,鮮重。(2)比較甜玉米材料總VE含量高低,發(fā)現(xiàn)有5個(gè)甜玉米材料在兩年VE測(cè)定結(jié)果均為高含量水平。此外有30個(gè)甜玉米材料總VE含量雖在中等水平,但兩年結(jié)果無(wú)明顯差異,可以對(duì)其遺傳穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)一步的研究。(3)在2015年176份和2016年190份材料組成的關(guān)聯(lián)群體中,利用覆蓋全基因組的SNP(單核苷酸多態(tài)性)標(biāo)記對(duì)甜玉米籽粒7種維生素E組分含量進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果顯示僅在2016年關(guān)聯(lián)到與VE合成相關(guān)的候選基因。在α-T的關(guān)聯(lián)結(jié)果中檢測(cè)出1個(gè)候選基因具有γ-生育酚甲基轉(zhuǎn)移酶(VTE4/γ-TMT)的功能,直接參與VE的合成;δ-T的關(guān)聯(lián)結(jié)果中,篩選出2個(gè)候選基因可能間接影響維生素E的合成。此外還檢測(cè)到多個(gè)SNP位點(diǎn)與α-生育三烯酚(α-T3)、δ-生育三烯酚(δ-T3)相關(guān),其中在α-T3的關(guān)聯(lián)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)有1個(gè)候選基因可能間接影響維生素E的合成。在與δ-T3的關(guān)聯(lián)結(jié)果中,有1個(gè)候選基因影響植基焦磷酸的代謝,從而影響維生素E合成底物的含量。(4)對(duì)甜玉米籽粒發(fā)育過(guò)程中維生素E含量的動(dòng)態(tài)積累過(guò)程的探究發(fā)現(xiàn),在授粉后10-30天內(nèi),籽粒中維生素E合成酶尿黑酸植基轉(zhuǎn)移酶(HPT)和生育酚環(huán)化酶(TC)的基因表達(dá)量是增加的,同時(shí)維生素E各異構(gòu)體含量也持續(xù)增加。γ-TMT的基因表達(dá)量逐漸下降,發(fā)育后期達(dá)到穩(wěn)定,α-生育三烯酚/γ-生育三烯酚以及α-VE/γ-VE的比值變化情況與γ-TMT的表達(dá)量變化情況相似。此外,籽粒的脂質(zhì)抗氧化活性隨著籽粒發(fā)育而增加。結(jié)果表明維生素E關(guān)鍵合成酶基因的表達(dá)會(huì)影響維生素E各組分及其含量,籽粒中的抗氧化活性與維生素E的含量相關(guān)。綜合考慮VE含量水平及食用口感,最適宜采收應(yīng)在籽粒發(fā)育后期(25天左右)。(5)本文比較了5種不同基因型甜玉米中植物化學(xué)物組成及其抗氧化活性,結(jié)果顯示甜玉米的植物化學(xué)物主要以結(jié)合態(tài)形式存在,結(jié)合態(tài)物質(zhì)的抗氧化活性較高。甜玉米中酚類化合物以阿魏酸為主,其次是沒(méi)食子酸和對(duì)香豆酸,且三種物質(zhì)主要存在于結(jié)合態(tài)提取物中,而綠原酸和香草酸僅以游離態(tài)形式存在。其中基因型為SC-151的甜玉米,外觀為橙色,顏色最深,其總酚和總黃酮含量最高,并且其總抗氧化活力(PSC值)也最高。
【圖文】：

生素 E 活性指相對(duì)于 α-生育酚活性的百分比，nd 指未檢測(cè)到結(jié)果，nm 指無(wú)圖 1-1 各類維生素 E 結(jié)構(gòu)及其活性[5,8]Figure 1-1 Structures and relative antioxidant activity of vitamin E E（Vitamin E, VE）最早是在 1922 年由 Evans 和 Bishop 發(fā)現(xiàn)，飲食生育因子，與老鼠的繁殖生育有關(guān)，因此被命名為“生育酚，維生素 E 的化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物活性、抗氧化活性及非抗氧化功能素 E 是一種脂溶性維生素，其結(jié)構(gòu)是由一個(gè)芳香環(huán)和一條疏水性

圖 1-2 植物中維生素 E 的生物合成途徑[9,36]Figure 1-2 The biosynthesis of vitamin E in plant1.2.3.2 維生素 E 合成代謝關(guān)鍵酶概括來(lái)說(shuō)，維生素 E 合成所涉及到的關(guān)鍵酶主要包括 HPPD，HPT/VTE2，HGGT，TC/VTE1，MPBQ-MT/VTE3，γ-TMT/VTE4，植醇激酶（VTE5），植基單磷酸激酶（VTE6）。目前已經(jīng)克隆出上述大部分關(guān)鍵酶基因，并通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)檢測(cè)這些酶對(duì)植物維生素 E合成的作用。HPPD 是細(xì)胞質(zhì)酶，在它的催化作用下 HPP 被氧化成 HGA，為維生素 E 合成提供芳香族前體。有研究發(fā)現(xiàn)在氧化脅迫環(huán)境下，HPPD 基因在大麥葉子中的表達(dá)水平會(huì)提高[57]。對(duì)一些植物如水稻、煙草、大豆種子中過(guò)表達(dá) AtHPPD，發(fā)現(xiàn)生育三烯酚和生育酚的含量并沒(méi)有顯著的變化，只有 α-T 與 γ-T 的比值有顯著提高[58-60]。這些結(jié)果表明單獨(dú)表達(dá) HPPD 基因并不能夠使生育酚含量大幅增加。有趣的是，，當(dāng)在植物體內(nèi)共同導(dǎo)入AtHPPD 和 TYR1/TYRA 基因時(shí)，發(fā)現(xiàn)共表達(dá)這兩個(gè)基因的植株，其生育三烯酚含量大大
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S513

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2681939