【doc】干旱胁迫对黑米花青素含量和PAL活性的影响

【doc】干旱胁迫对黑米花青素含量和PAL活性的影响 干旱胁迫对黑米花青素含量和PAL活性的 影响 第21卷第1期吉林农业科技学院 2012年3月JournalofJilinAgriculturalScienceandTechnologyUniversity Vo1.21,No1 Mmeh,2012 干旱胁迫对黑米花青素含量和PAL活性的影响 陈应鹏,刘广娜,闰月新,曹焯 (1.吉林农业科技学院2008级中药资源与开发专业学生,吉林,132101;2.吉林农业 科技学院中药学院,吉林132101) 摘要:以"龙井一号"黑米为试验,研究干旱胁迫对黑米申花青素含量和PAL活 性的影响.结果表明:随着干旱 胁迫程度的加重,花青素含量和PAL活性呈上升的趋势;当干旱程度超过一定限度 时花青素含量开始下降,而I活性仍 然上升. 关键词:干旱胁迫;黑米;花青素;PAL活性 中图分类号:$511文献标识码:A EffectoforoughtStressonAnthoeyanidinContentandPALActivityinSemenTrigone CHENYingpeng,LIUGuangna2,YANYuexin,CAOZhuo f1.JilinAgriculturalScienoeandTechnologyUniversityStudents/nGrade2O08C2assOdn eseTrad~ma/MMz;c/nesoLmoe忍and 踟 柳,Min132101;2.JilinAgriad~alSc/~nceandTedu~ogyofOanese7~ad/t/ona/Meal/c/he, 脚n132101) Abstract:Wi山 8enNsntrigone"DragonOne"8t8testmaterials,researchedfortheeffectsofdrought8tr~sso nall— thocyanidincontentandPALactivityof8em~I1trigone.TheresultsshowedthatPALactivity andtl1econtentofantho— cyanidintendedtowardsascendingwiththestrengtheningofdroughtstI.andanthocyaninsco ntentbegantofall whendroughtbeyondacertainlevel,butPALactivitywasstillrising. Keywords:droughtstress;mentrigone;anthocyanidin;PALactivity 黑米(SemenTrigone)是稻米中的珍品,自古享 有"贡米"之美誉,有多种药用功效lJ』.黑米花色 苷(anthocyanin)属于黄酮多酚类化合物,是由花青 素(anthocyanidin)与各种糖以糖苷键结合形成的糖 苷,存在于黑米稻的果实,茎,叶器官的细胞液 中l.研究发现黑米成熟过程中会在种皮内积聚 形成大量花色苷色素,从而使其糙米呈现不同颜 色l3.赵宗方等研究发现果实在成熟期间花色苷 形成必须有PAL不同色素的形成l4.参与提高 PAL活性,能增进着色程度.干旱胁迫在小麦,水 稻等l5一J方面都有研究,但在黑米方面还未见研 究,干旱胁迫对黑米花青素形成有何影响,黑米花 色苷含量与PAL活性有何关系都未见报道.本试 验主要研究干旱胁迫对黑米花青素形成有何影 响,旨在提高花青素含量,以期为后人进一步研究 提供一定的理论依据. 1材料与方法 1.1试验材料 供试黑稻是优质品种"龙井一号". 1.2实验设计 采用盆栽土培法.田间取土,均匀栽种.于 2010年8月25日开始干旱胁迫处理.设CK,干旱 5d,干旱7d,干旱10d,干旱12d,干旱15d5个处理 梯度.对照和干旱处理分别用CK和Al表示.材 料放在温室大棚内,采样时间分别为8月30日,9 月1日,9月4日,9月7日,9月9日,样品置于一 80cc冰箱中备用. 1.3测定方法 1.3.1花青素含量的测定HPLC法测定花青素 含量l7.提取方法:乙醇乙酯50mL1%盐酸乙醇 收稿日期:2011—06—24 基金项目:吉林农业科技学院大学生创新科研项目 作者简介:陈应鹏(1988一),男,河南省信阳市人,吉林农业科技学院2008级中药资 源与开发专业学生. *为本文通讯作者 ? 8? 第21卷第1期吉林农业科技学院Vo1.21.No.1 2012年3月JournalofJilinAgriculturalScienceandhnolcUvityMaI?h,2012 5Oral超声波提取,过滤取滤液定容,标准品的标 准曲线. Y=1376597X+228454.1,r=0.9981063 色谱条件:流动相,4%磷酸:乙腈(8.8:1.2, V:V,pH=2),流速0.8mL/min;柱温3OcI=;检测波 长520nrn【. 1.3.2PAL活性测定用紫外分度法测 定.反应体系0.02mol/L的L一苯丙氨酸溶液 1.0mL,pH=8.8的硼酸缓冲液2.0mL,酶液1. 0mL,总体积4.0mL.摇匀后置于300(2恒温水浴保 温60rain,加0.2mL6mol/L的HC1终止反应,在 290nm处测定吸光度A290值. 2结果与 2.1黑米中花青素主要成分检识和含量测定 见图1,图2,图3. 图1矢车菊素一3一葡萄糖苷标准品色谱图 由图1可以看出,矢车菊素一3一葡萄糖苷的 保留时间为3.839rain. J 写 0 图2干旱1Od处理黑米提取物中矢车菊色素色 图2是在图1试验条件下测定黑米的提取物 所得到的色谱图.从色谱图上可以看出,在3. 839rain附近有峰检出,且与标准品的保留时间比 较吻合,可以判定此峰为矢车菊色素.将图2中 矢车菊色素的峰面积代人标准曲线,通过计算得 出黑米提取物中矢车菊色素的含量为79.31%. 8月30ll9月III9J]4If9)37ll9,】9lJ ll,J问 图3干挈胁迫对黑米矢车葡豢一3一葡萄键瞢台量的影响 由图3可以看出,黑米进人着色期,矢车菊素 一 3一葡萄糖苷开始大量积累.干旱处理时矢车 菊素一3一葡萄糖苷含量高于CK.其中干旱l0天 矢车菊素一3一葡萄糖苷含量较cK提高了27. 42%,干旱12天矢车菊素一3一葡萄糖苷含量较 cK提高了17.08%,干旱15天较CK降低了51. 8O%. 2.2干旱胁迫对黑米PAL活性的影响见图4 5 Sf) 一 45 善4(J' 35 三3t 25 2r) 【l_I_ 图4干旱胁迫对黑米PAL活性的影响 由图4可以看出,干旱胁迫使黑米PAL活性 增强,明显高于CK.干旱l2天PAL活性较CK提 高了17.30%,干旱15天PAL活性较cK提高了 27.12%. 2.4PAL活性和矢车菊索一3一葡萄糖苷含量的 相关关系见图5,图6,图7,图8,图9,图l0. 3232132432.632833 P^T活'(u/gFW) 图7干旱7d黑米PAL活性和矢车菊素一3一 葡萄糖苷含量的相关关系 ? 9? 第21卷第1期 2012年3月 吉林农业科技学院Vo1.21,No.1 JournalofJilinAgriculturalScienceandTechnologyUniveluityMarch,2012 I,,I【ll『ll/ 图8干旱10d黑米PALfN性和矢车菊素,3一 葡萄糖苷含量的相关关系 图9干旱12d黑米PAL活性和矢车菊素一3一 葡萄糖苷含量的相关关系 ff?,Iu/gr 图10干旱15d黑米PAL~i-性和矢车菊素,3一 葡萄糖苷含量的相关关系 由图5町以看出,cK中PAL活性和矢车菊素 一 3一葡萄糖苷含量变化呈正相关(R2=0.9544). 由图6可以看出,干旱5dPAL活性和矢车菊 素一3一葡萄糖苷含量变化呈正相关(R2:0. 9673). 由图7可以看出,干旱7dPAL活性和矢车菊 素一3一葡萄糖苷含量变化呈正相关(tt2:0. 9902). 由图8可知,干旱10dPAL活性和矢车菊素一 3一葡萄糖苷含量变化呈正相关(R2:0.9967). 由图9可知,:旱12dPAL活性和矢车菊索一 3一葡萄糖苷含量变化呈负相关(R:一0.9153), 由图l0可知,干旱15dPAL活性和矢车菊素 一 3一葡萄糖苷含量变化呈负相关(R:一0.999 9). 3'讨论 {O? 3.1检测发现,"龙井一号"黑米中花青素的主要 成分是矢车菊素一3一葡萄糖苷. 3.2有关于旱胁迫对黑米花青素含量和PAI活 性的影响,目前尚很少报道.本试验认为,干旱处 理时矢车菊素一3一葡萄糖苷含量高于CK.其中 干旱lO天处理效果最好,矢车菊素一3一葡萄糖 苷含量较CK提高了27.42%;干旱使黑米PAL活 性增强,明显高于CK.干旱12天PAL活性较CK 提高了17.30%,干旱l5天PAL活性较CK提高了 27.12%.从PAL活性和花青素含量的变化来看, 二者先随干旱胁迫程度的加重而上升,当干旱程 度超过一定限度时花青素含量开始下降,而PAL 活性仍然上升.说明干旱胁迫使黑米中花青素含 量上升,与PAL活性有一定关系,但PAL不是黑米 花青素合成的惟一调节酶,还可能与色素种类的 变化和其他酶的调控有关. 3.3PAL活性和矢车菊素一3一葡萄糖苷含量的 相关关系:干旱5d,7d,10d的处理,PAL活性和矢 车菊素一3一葡萄糖苷含量变化呈正相关,明显高 于CK,其中干旱10d处理效果最好.干旱12d和 15d处理使两者呈负相关,其中干旱15d,两者的相 关性高于干旱12d处理.说明,在黑米着色期时, 适当的干旱(10d左右)可以提高黑米中花青素的 含量 参考文献: [1]张芳轩,张名位,张瑞芳,等.黑米种皮中花色苷组成及含 量的I-IPI~分析[J].中国粮油,2010,l2(25):122,13. [2]王锋,邓洁红,谭兴和,等.花色苷及其共色作用研究进展 [J].食品科学,2008,29(2):472,476. [3]郭红辉,凌文华.黑米花色苷研究进展[J].食品研究与开发. 2008,29(3):133,136. [4j赵宗方.赵勇,吴桂法.果实花青索含量与PAL活性关系的 研究EJ;.园艺,1994,21(2):199200. [5]张雅倩,林琪,张玉梅,等.干旱胁迫对不同小麦品种花后 旗叶生理特性的影响[J].干旱地区农业研究.2010,28(6):158 164. [6]姜孝成,周广洽,陆良碧,等.开花灌浆期于旱胁迫对水,陆稻 细胞膜透性和产量性状的影响[J].中国水稻科学,1998(12):34, 38. [7]王,)?,郭红辉,张名位,等.高校液相色谱法分析黑求皮花 青素及其体内代谢产物[J],食品科学,2006,27(5):212,215. 18j张治安,陈展字.植物生理学实验技术[M].长春:吉林多:学 出版社,2008:202,203. 责任编辑:建德锋