全 文 ：黑穗醋栗果实中花青苷合成与 PAL活性的关
系
李兴国 , 于泽源
东北农业大学园艺学院 , 哈尔滨 150030
摘　要:以黑穗醋栗优良品种“布劳得”为试材 , 对其果实中花青苷积累与 PAL活性的关系进行了系统研究。
结果表明:果实发育初期花青苷含量较低 , 果实发育后期花青苷大量合成 , 采收时花青苷含量最高。 PAL 不是
穗醋栗果实中花青苷合成的关键酶 ,但其活性对花青苷积累有一定影响。
关键词:黑穗醋栗;果实;花青苷;PAL活性
中图分类号:S663.9　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2009)05-0603-04
Relationship between Anthocyanin Syuthesis and PAL Activity in Fruits
of Blackcurrant
LI Xing-guo , YU Ze-yuan
College of Horticulture , Northeast Agricultural University , Harbin 150030 , China
Abstract:The relationship between anthocyanin synthesis and PAL activity was studied in fruits of black-
currant variety “bulaode” .The result showed:Content of anthocyanin was lower in blackcurrant during
the early stage of development.Great quantities of anthocyanin were accumulated in black fruits during
the late stage of development.When the fruits matured , anthocyanin content of blackcurrant was the
highest.PAL activity could affect anghocyanin accumulation in certain degree , but PAL was not the key
enzyme of anthocyanin biosynthesis in currant fruit.
Key words:blackcurrant;fruit;anthocyanin;PAL activity
　　果实色泽是果实外观品质的重要组成部分。
花青苷是红色 、蓝色 、紫色和黑色果实显色的主要
色素 ,花青苷含量的多少是果实呈现出不同色泽
的主要原因。从目前的研究来看 ,叶绿素 、类胡萝
卜素 、糖 、酸 、酶活性和环境条件等对花青苷合成
影响较大。关于果实中花青苷合成与积累机制 ,
国内学者对苹果和葡萄进行了较多研究 ,而对于
穗醋栗果实中的花青苷 ,大多数文献只是探讨了
其提取和性质鉴定[ 1-3] ,有关色素生理方面的理论
研究较少。本研究以黑穗醋栗(布劳得)为试材 ,
探讨花青苷合成与 PAL 活性之间的关系 ,为果实
色泽调控提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验于 2007年5月初至 12月末在东北农业
大学进行 。试验材料为园艺试验站果园中的黑穗
醋栗(布劳得)盛果期树。供试园管理水平中等 ,
株行距 2 m×3 m ,行向为东西向 ,所选株丛均生
长健壮 、无病虫害。试验材料生长在田间自然条
件下 ,5月 10日进入盛花期 ,7月 8日采收。
基金项目:公益性行业科研专项基金项目(nyhyzx07-028 , 2006-G25)
作者简介:李兴国 ,男 ,硕士 ,讲师 ,主要从事果树生理和果品采后处理研究。
收稿日期:2008-12-20　　修回日期:2009-02-28
吉林农业大学学报　2009 ,31(5):603 ～ 606 http:// xuebao.jlau.edu.cn
Journal of Jilin Agricultural University E-mail:jlndxb@vip.sina.com
1.2　试验设计
采用完全随机试验设计 , 单株区组 , 3 次重
复 ,以田间自然生长的为对照。利用透光率为
50%和 70%的遮阳网搭设小拱棚 ,分 3 个时期对
试验树进行遮光处理 。第 1次遮光处理时间为 5
月17日(盛花后 7 d),其中透光率 50%为处理 1 ,
70%透光率为处理 2 ,于 6月 3日(盛花后 24 d)除
去遮阳网;第 2次遮光处理时间为 6月 3日 ,重新
选择株丛 ,50%透光率为处理 3 , 70%透光率为处
理4 ,6月 24日(盛花后 45 d)除去遮阳网;第 3次
遮光处理时依旧重新选择株丛 , 时间为 6 月 24
日 ,50%透光率为处理 5 ,70%透光率为处理 6 ,除
去遮阳网的时间为 7月8日(盛花后 59 d)。从盛
花后 17 d 开始 ,每隔 7 d 取样 1次 ,直至采收 ,取
样时间为 8:00 ～ 9:00。取样后迅速将样品带回实
验室 , 清洗干净后 , 用液态氮迅速冷冻 , 放入
-40℃低温冰箱中保存备用 。测定时利用组织捣
碎机将果实捣成碎末 ,然后测定果实中花青苷含
量和 PAL活性。数据利用 EXCEL 软件进行分析
处理 。
1.3　测定方法
1.3.1　花青苷含量测定方法　参照红穗醋栗红
色素最优提取条件的方法[ 2] 。称取果实样品
2.000 g 置于三角瓶中 , 加入提取液(1.5 mol/L
HCl和 95%乙醇按体积比 15∶85混合),鲜果重与
提取液体积比为 1∶10。浸提温度 30℃,时间1 h ,
反复浸提 3 次。然后在最大吸收波长(λmax=
525 nm)下测定吸光度。色素含量用 FAO批准使
用的色价法表示:
C=A×10
W
。
　　式中:C为色价 , A为最大吸收波长下的吸光
度 ,W 为样品重(g)。
1.3.2　PAL 活性测定方法 　称取果实样品
0.500 g ,加入5 mL预冷的提取液[内含 0.1 mol/L
(pH 8.8)硼酸缓冲液 、5 mmol/L 巯基乙醇 、
1 mmol/L EDTA以及 5%甘油] 、0.1 g PVP 及少量
石英砂 ,冰浴研磨 , 1万 r/min 、4℃离心 20 min ,上
清液即为酶提取液。
反应体系包括 0.1 mL 酶液 ,3.9 mL 样品提取
液和 1 mL 0.02 mol/L L-苯丙氨酸溶液。对照不
加酶液 ,加入 4 mL样品提取液 ,并且用 1 mL 样品
提取液代替 L-苯丙氨酸溶液 。整个反应体系
40℃水浴保温 1 h ,然后立即加入 0.2 mL 6 mol/L
HCl终止反应 ,在 UV-7500型紫外可见分光光度
计上测定 290 nm 处的光密度值 ,不同处理的 PAL
活性以光密度值进行比较 ,用下式计算:
A= OD290·N
W·T·n·d 。
W 为样品重 , T 为水浴时间 , N 为提取液总
体积 , n为反应体系中酶液体积 , d 为比色皿的光
径。
2　结果与分析
2.1　黑穗醋栗果实中花青苷的合成动态
黑穗醋栗(布劳得)果实花青苷的变化动态见
图1。在果实发育初期 ,随着果实的增大 ,直至盛
花后 38 d ,果实中花青苷含量始终处于较低水平 ,
此后花青苷积累速度增快 ,采收时含量最高 。
图 1　黑穗醋栗(布劳得)果实中花青苷含量变化
Fig.1.Changes of anthocyanin content in blackcurrant
(Bulaode)furits
2.2　自然光照条件下 PAL活性与花青苷积累的
关系
自然光照条件下 PAL 活性的变化规律见图
2。结合图 1分析可知 ,在盛花后17 ～ 31 d果实中
的花青苷含量较低 ,此时期 PAL 活性虽呈下降趋
势 ,但是 PAL活性却不低。黑穗醋栗(布劳得)果
实PAL 活性在盛花后 38 ～ 45 d出现低谷 ,此后活
性开始升高 ,直至采收 。采收前 PAL 活性的升高
与花青苷的大量合成相对应 ,可见 PAL 活性与花
青苷积累之间具有一定联系。但 PAL 不是花青
苷合成的关键酶 ,因为在 PAL 活性最高的时期
(盛花后 17 d),花青苷含量较低。盛花后45 ～ 52
d ,花青苷的合成速率较高 ,但 PAL 活性的绝对数
值却不高于盛花后 17 d的数值。
604　　　吉林农业大学学报　2009年 10月
Journal of Jilin Agricultural University 2009 , October
图 2　果实中 PAL活性的动态变化
Fig.2.Changes of PAL activity in fruits
2.3　遮光条件下 PAL活性与花青苷积累的关系
由图 3可以看出 ,处理 1和处理 2果实 PAL
活性的动态变化明显不同于对照 。遮光时 ,果实
的 PAL 活性明显低于对照 ,解除遮阳网后 , PAL
活性在2周之内呈现峰值 ,随后 1周出现低谷 ,此
后活性升高 ,果实采收时再次达到高峰 ,但是仍低
于盛花后 17 d时的活性 ,而且与对照的差异变得
极为不明显。
图 3　第 1次遮光处理果实中 PAL活性的动态变化
Fig.3.Changes of PAL activity in fruits of treatments 1
and 2
图4结果表明 ,遮阳网撤除之前 ,处理 3和处
理4果实PAL 活性明显低于对照 ,遮阳网撤除之
后 ,PAL 活性迅速回升 ,采收时果实 PAL 活性稍
高于对照 。处理3与处理4果实PAL活性的差异
可能是二者花青苷含量不同的原因之一。处理 5
和处理 6 遮光后其 PAL 活性的变化明显不同于
对照 ,这 2个处理的 PAL 活性在 1周之内下降到
最低点 ,果实采收前 1周有所升高 ,但是升高的幅
度不大(图 5)。处理5和处理6遮光时 ,花青苷也
有一定积累 ,而 PAL 活性在花青苷积累的同时却
呈下降趋势 ,这进一步说明 PAL 不是花青苷合成
的关键酶 。在花青苷积累的过程中各遮光处理都
出现了随着 PAL 活性的升高花青苷不断积累的
趋势 。此外 ,对照果实花青苷开始合成时 ,PAL活
性最低 ,此后随着 PAL活性升高 ,花青苷积累 ,这
说明 PAL活性对花青苷积累有一定影响。
图 4　第 2次遮光处理果实中 PAL活性的动态变化
Fig.4.Changes of PAL activity in fruits of treatments 3
and 4
图 5　第 3次遮光处理果实中 PAL活性的动态变化
Fig.5.Changes of PAL activity in fruits of treatments 5
and 6
在本研究中一个比较明显的现象是 ,解除遮
光后各处理 PAL 活性都出现了急剧升高的现象 ,
这是因为 PAL 是光调节酶 ,光是该酶的活化因
子。而遮光时 ,各处理的 PAL 活性皆低于对照 ,
从另一个侧面说明光照对 PAL 活性具有一定的
调节作用 ,这可能是光对花青苷积累具有重要影
响的原因所在 。
3　讨　论
花青苷的合成受基因的调控 ,酶是基因的产
605李兴国等:黑穗醋栗果实中花青苷合成与 PAL活性的关系
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
物 ,特定的基因通过特定的酶来实现性状的表达。
花青苷的生物合成是通过苯丙烷代谢途径完成
的 ,其中多数酶都是由多基因家族编码的 ,在整个
花青苷合成的基因表达中 ,愈是该途径开始的几
步 ,其基因拷贝数愈多 ,对花青苷的影响就愈小。
PAL是苯丙烷代谢的第一步酶 ,其基因拷贝数达
15个以上[ 4] 。有人认为 PAL 是花青苷合成的关
键酶[ 5] ,理由是 PAL是花青苷合成过程中的第一
个酶 。花青苷的合成需要光 ,PAL 是光诱导酶 ,它
能阻止戊糖代谢中形成的苯丙酮酸不致与氨结合
生成苯丙氨酸向形成蛋白质方向发展 ,而是朝着
合成花青苷的方向进行 。但是也有人认为 PAL
不是花青苷合成的关键酶[ 6-7] ,理由是 PAL 虽然
是催化花青苷合成第一步反应的酶 ,但是该途径
的最终产物包括多种成分 ,如类黄酮 、花青苷 、木
质素 、单宁 、角质等 ,因此 PAL活性与花青苷之间
的关系要受到其他产物合成速率的影响 。在盛花
后38 d之前 ,黑穗醋栗(布劳得)、红穗醋栗和白
穗醋栗果实中花青苷含量呈降解趋势 ,但是其
PAL活性并不比花青苷大量合成时低 ,花青苷合
成量极少的白穗醋栗果实中 PAL 活性在花青苷
积累时并不比黑醋栗和红穗醋栗低多少 。在本研
究中 ,果实中 PAL 活性变化动态与花青苷合成动
态之间存在一定的关系。处理 1和处理 2以及处
理3和处理 4在遮阳网除去后 ,PAL 活性增强 ,而
处理 1和处理 2果实却没有出现花青苷迅速积累
的趋势;处理5和处理6 果实PAL 活性降低 ,花青
苷也有一定积累 。综上所述 , PAL可能不是催化
花青苷合成的关键酶 ,但是 PAL 活性的变化却在
一定程度上影响花青苷积累。
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(上接第 599页)
花楸种子与 3倍河沙拌匀后埋入土内 30 ～ 50 cm
后种子出芽率为 54.6%相比 ,本研究得到的欧洲
花楸的发芽率还较低 ,其原因可能与树种 、种源 、
种子质量以及催芽技术等有关 。国外长期研究了
花楸种子沙藏催芽 ,但从不同文献结果的总结[ 9]
中仍很难看出沙藏温度和分段温度处理效果的变
化规律 ,说明有很多因素在影响花楸的种子发芽
率 ,问题非常复杂 ,仍然需要进一步的深入研究探
讨。
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