全 文 :越橘果实花青苷含量及其不同发育阶段的变化
张春雨,王晶莹,郭庆勋,周连霞,贾承国
(吉林大学植物科学学院,长春 130062)
摘 要:对25个高丛越橘,9个半高丛越橘品种和10个杂交后代的花青苷含量进行分析。结果表明,越橘品
种花青苷含量在52.700~233.000 U·g-1 FW之间,其中艾木蓝花青苷含量最高。高丛越橘品种平均为103.771 U·g-1
FW,品种间的变异系数为29.48%,半高丛越橘品种平均为99.956 U·g-1 FW,品种间的变异系数为19.64%。杂交
后代类型的花青苷平均含量为135.860 U·g-1 FW,高于高丛越橘和半高丛越橘平均值。对果实发育过程中花青苷
含量变化进行分析显示,越橘果实花青苷主要存在于果皮中,粉色期是花青苷合成的主要时期,而50%蓝色期是
越橘花青苷迅速合成期。
关键词:越橘;花青苷;果实发育;品种
中图分类号:S663 文献标志码:A 文章编号:1005-9369(2012)04-0098-05
Contents and changes of anthocyanin in blueberry during fruit develop-
ment/ZHANG Chunyu, WANG Jingying, GUO Qingxun, ZHOU Lianxia, JIA Chengguo (College of
Plant Science, Jilin University, Changchun 130062, China)
Abstract: The contents of anthocyanin in 25 highbush blueberry, 9 half-highbush blueberry, and 10 blueberry
hybrid progeny fruits were analyzed. The results showed that content of anthocyanin ranged from 52.700 to 233.000 U·
g-1 FW, in which the content of Amblue anthocyanin was the highest. Average anthocyanin content of highbush
blueberry and half-highbush blueberry was 103.771 and 99.956 U·g-1 FW, respectively. The coefficient of variation of
anthocyanin contents was 29.48% between the highbush blueberry cultivars, and 19.64% between the half-highbush
blueberry cultivars. Average anthocyanin content of hybrid progeny was 135.860 U·g-1 FW, which was higher than that
of highbush blueberry and half-highbush blueberry. The change of anthocyanin content was detected during fruit
development. The results showed that anthocyanin primarily lied in the skin for blueberry. Pink stage was the key
syntheses stage and 50% blue stage was the rapid syntheses stage for blueberry.
收稿日期:2011-05-03
基金项目:国家自然基金项目(31040068)
作者简介:张春雨(1979-),女,讲师,博士,研究方向为园艺植物种质改良与创新。E-mail: chunyuzhang1979@126. com
Journal of Northeast Agricultural University
东 北 农 业 大 学 学 报第43卷第4期 43(4): 98~102
2012年4月 April 2012
源筛选[D].哈尔滨:东北农业大学, 2007: 18-19.
[12] Ye S, Dhillon S, Ke X, et al. An efficient procedure for genotyping
single nucleotide polymorphisms. an efficient procedure for geno-
typing single nucleotide polymorphisms[J]. Nucleic Acids Res,
2001, 29(17): 8.
[13] 李景富,赵凌侠,许向阳,等.番茄属(Lycopersicon)基因组DNA
遗传多样性 RAPD分析 [J]. 东北农业大学学报, 2004, 35(1):
11-16.
[14] 雷娜,李景富,李烨,等.番茄AFLP技术体系的优化与建立[J].
东北农业大学学报, 2008, 39(3): 29-33.
[15] 张晓烜,李景富,许向阳. RAPD分子标记技术及其在番茄遗传
育种中的应用[J].东北农业大学学报, 2006, 37(3): 398-402.
[16] Wang D G, Fan B, Chia-jen S, et al. Large-scale identification,
mapping, and genotyping of single-nucleotide polymorphisms in
the human genome[J]. Science, 1998, 280(5366): 1077-1082.
[17] Van Wordregen M F, Weide R, Liharska T, et al. Genetic and
molecular organization of the short arm and pericentrom eric
region of tomato chromosome 6[J]. Euphytica, 1994, 79: 169-174.
越橘(Vacciniumn)是具有较高经济价值的小浆
果。由于其果实含有较高的花青苷[1],具有较高的
抗氧化能力和营养保健价值,同时这些物质也形成
了果实多种多样的颜色,是提高果实外观品质的重
要因素。全世界越橘属植物约有450个种[2],我国约
有91个种,28个变种,全部为野生种[3]。越橘栽培
最早始于美国,我国从 1983年开始引种越橘栽
培,先后从美国、波兰等国家引入栽培品种100多
个[4]。张春雨等已对引进的高丛越橘和半高丛越橘
果实的糖、酸、香气等风味物质进行了研究[5-7]。
本试验以引进的越橘品种为材料,对果实花
青苷的含量进行分析,同时探讨了果实发育过程
中花青苷形成过程,以期为越橘品种的品质评价
及品种选育提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2009~2010年在吉林大学植物科学学院
园艺实验室进行。25个高丛越橘和9个半高丛越橘
品种以及 10个杂交后代均采自山东省威海市越橘
品种园 7年生树。试验地立地条件一致,常规管
理。2009~2010年6~7月份果实成熟期,每个品种选
择10株生长正常的结果树,每株随机选取20个果
实,用于花青苷含量的测定。不同发育期果实花青
苷含量变化选择当地主栽品种蓝丰,根据果实发育
阶段,分为绿色期、粉色初期、50%粉色期、粉色
期、50%蓝色期、成熟期,共6个时期,依次在6月
5日、6月8日、6月12日、6月15日、6月20日和6
月25日(第一批果实大量成熟期)采集果实。所有样
品均立即空运回实验室,进行花青苷测定。
1.2 花青苷含量测定
果实花青苷含量参照 Pirie等及王惠聪等的方
法 [8-9],并略做改动,将 20个果的果实或者果肉、
果皮切碎充分混合,取 1.0 g 鲜样放入 20 mL 1%
HCl/甲醇溶液室温浸提 2 h。取 2 mL浸提液,用
1% HCl/甲醇溶液稀释6倍,以1% HCl/甲醇溶液作
为空白,用分光光度计测定提取液在 553和 600
nm 处的吸光值,两者之差即为花青苷的相对含
量。差值每增加0.01定义为一个单位U。设3~5次
取样重复。
2 结果与分析
2.1 越橘果实花青苷含量分析
对44个越橘品种的花青苷含量进行了测定(见
表 1)。高丛越橘品种花青苷含量在(52.700±1.311)
U·g-1 FW到(171.533±0.569)U·g-1 FW之间,其中来
自波兰的品种艾文豪花青苷含量最高,而来自美国
的品种米斯蒂花青苷含量最低。高丛越橘品种平均
为 103.771 U·g-1 FW,其中主栽品种蓝丰花青苷含
量为(82.200±0.265)U·g-1 FW,低于平均值。
表1 不同越橘品种果实花青苷含量
Table 1 Contents of anthocyanin in different blueberry varieties
品种Cultivars
高丛越橘 Vaccinium corymbosom L.
蓝丰 Bluecrop
达柔 Darrow
蓝塔 Bluetta
泽西 Jersey
奥尼尔 ONeal
康维尔 Coville
蓝线 Blueray
蓝乐 Bluejay
米斯蒂 Misty
斯巴坦 Spartan
埃利奥特 Elliott
晚蓝 Lateblue
引种地点Introduction locality
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
波兰 Poland
花青苷含量(U·g-1 FW)Anthocyanin contents
82.200±0.265
114.000±0.200
96.033±0.252
135.667±1.930
92.433±0.551
78.667±0.058
134.167±0.586
155.433±0.208
52.700±1.311
115.100±0.866
76.933±0.513
71.267±0.321
张春雨等:越橘果实花青苷含量及其不同发育阶段的变化第4期 ·99·
Key words: blueberry; anthocyanin; fruit development; cultivar
半高丛越橘品种MN5415花青苷含量最高,为
(128.433±0.289)U·g-1 FW,其次为品种蓝金(123.600±
0.170 U·g-1 FW),圣云花青苷含量最低(83.967±0.115)
U·g-1 FW,半高丛越橘品种平均为99.956 U·g-1 FW,
低于高丛越橘。高丛越橘品种间的变异系数为
29.48%,半高丛越橘品种间的变异系数为19.64%。
说明越橘品种间花青苷含量具有较大的遗传变异,
高丛越橘品种间变异高于半高丛越橘。
续表
品种Cultivars
赫伯特 Herbert
雷戈西 Legacy
伯尼法西 Bonifacy
瑞卡德 Record
艾文豪 Ivanhoe
爱玛Ama
AF4
夏普蓝 Sharpblue
瑞卡 Reka
布里吉塔 Brigitta Blue
喜莱 Sierra
日升 Sunrise
奥林匹亚 Olympia
平均值 Average
变异系数(%)CV
半高丛越橘 Vaccinium corymbosum/angustifolium
蓝金 Bluegold
奇伯瓦 Chippwa
北卫Patriot
北极星Polaris
北陆Northland
圣云St. Cloud
北蓝Northblue
MN5115
MN5415
平均值 Average
变异系数(%)CV
杂交后代类型 Hybrid offspring style
HL3
HL4
HL5
HL9
HL12
小果 Small Fruit
杰德 Jegdrzej
吉拉 Gila
艾木蓝 Amblue
诺瓦风 November Glow
平均值 Average
变异系数(%)CV
引种地点Introduction locality
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
美国 America
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
波兰 Poland
花青苷含量(U·g-1 FW)Anthocyanin contents
95.967±0.306
116.833±0.643
113.967±0.208
106.633±0.306
171.533±0.569
99.400±0.436
99.067±1.401
55.567±0.513
77.033±0.379
91.067±0.551
80.100±0.100
155.533±0.513
126.967±0.635
103.771
29.48
123.600±0.173
66.133±0.252
96.967±0.404
99.600±0.361
92.900±0.100
83.967±0.115
93.433±1.021
114.567±0.404
128.433±0.289
99.956
19.64
126.233±0.153
77.700±0.800
159.800±0.400
74.800±0.819
127.333±0.379
172.133±1.286
129.133±1.270
124.300±0.458
233.000±2.425
134.200±0.436
135.860
33.62
东 北 农 业 大 学 学 报·100· 第43卷
对杂交后代类型的花青苷含量检测显示,其中
来自波兰的品种艾木蓝花青苷含量最高(233.000±
2.452)U·g-1 FW,之后依次为小果(172.133±1.286)
U·g-1 FW、HL5(159.800±0.400)U·g-1 FW。杂交后
代类型的花青苷含量的平均值为135.860 U·g-1 FW,
变异为33.62%,平均值和变异系数均高于高丛越橘
品种和半高丛越橘品种,说明品种选育过程中,花青
苷含量是育种工作者考虑的一个重要指标。
2.2 越橘果实发育过程中花青苷含量分析
以主栽品种蓝丰为研究对象,对越橘果实、果
肉、果皮发育过程中花青苷含量进行了分析(见
图 1)。越橘果实花青苷主要存在于果皮中,在粉
色初期开始增加,并在50%蓝色期迅速增加,到成
熟期花青苷含量达到最高。越橘果肉中花青苷含量
最低,在50%蓝色期开始迅速增加,在成熟期达到
最高。而整个果实中花青苷在粉色期开始增加,在
50%蓝色期开始迅速增加。越橘在果实绿色期就开
始合成花青苷,但是含量很少。粉色期是花青苷合
成的主要时期,而50%蓝色期是越橘花青苷迅速合
成期。
3 讨论与结论
花青苷是越橘果实中最主要的生物活性物
质,越橘果实中花青苷含量与抗氧化力呈显著的
正相关[10-11]。李亚东等对野生和 3个栽培种的花青
苷含量进行了研究,其中栽培品种花青苷含量高
于野生种[12]。Ronald等对兔眼越橘、矮丛越橘和蔓
越橘花青苷类型进行了鉴定[13]。但对越橘品种进行
系统的花青苷含量比较未见报道。本试验对引进
的 25个高丛越橘、9个半高丛越橘品种和 10个杂
交后代的果实花青苷含量进行分析,同采用同种
方法测定的葡萄、草莓、苹果、梨等相比较,越
橘果实中花青苷含量远远高于其他试验材料,其
中品种艾木蓝、小果、艾文豪等花青苷含量最
高,可以作为提高花青苷含量的主要育种材料。
而具有综合优良经济性状的蓝丰作为主栽品种[14],
花青苷含量低于平均值,因此提高花青苷含量是
将来育种工作的主要目标。对草莓绿熟期、白熟
期、半红期、全红期、紫红期5个时期花青苷含量
变化研究显示[15],花青苷在半红期开始迅速增加,
紫红期达到最高。对苹果和梨等果树的研究也显
示,花青苷在果实发育初期含量较少,随着果实
发育到中期,其含量开始迅速增加[16-17]。本试验对
整个果实以及果皮和果肉绿色期、粉色初期、50%
粉色期、粉色期、50%蓝色期、成熟期,6个发育
时期的花青苷含量进行检测,同其他树种一样,
花青苷在发育初期含量较少,随着果实的发育逐
渐增加。其中果皮在粉色初期花青苷开始增加,
因此通过栽培技术提高花青苷含量,可以考虑在
粉色初期开始对果实进行处理。在整个发育过程
中,果皮中花青苷高于果肉,说明越橘花青苷含
量主要存在于果皮中。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1 ] 赵尔丰,高畅,高欣,等.酶-超声波辅助提取蓝莓果渣中花青素
的工艺研究[J].东北农业大学学报, 2010, 41(4): 98-103.
[ 2 ] 顾姻, 贺善安.蓝浆果与蔓越桔[M].北京: 中国农业出版社,
时期 Stage
花
青
苷
含
量(
U·g
-1
FW)
Ant
hoc
yan
inc
onte
nt
◆
■
果肉 Pulp
▲
■
400
350
300
250
200
150
100
50
0
绿色期Green stage
◆■ ■■◆ ◆
▲
▲▲ ▲
▲
▲
■
■◆
◆
◆
果实 Fruit
果皮 Skin
粉色初期<50%Pink stage<50%
50%粉色期50% Pink stage 粉色期Pink stage 50%蓝色期50% Blue stage 成熟期Blue stage
图 1 越橘果实发育过程中花青苷含量
Fig. 1 Contents of anthocyanin during blueberry fruit development
张春雨等:越橘果实花青苷含量及其不同发育阶段的变化第4期 ·101·
2001: 16.
[ 3 ] 郝瑞.长白山区笃斯越橘资源调查 [J].园艺学报, 1979, 6(2):
87-93.
[ 4 ] 李亚东.越橘高效栽培与加工利用[M].长春:吉林科学技术出
版社, 2001: 101-102.
[ 5 ] 张春雨,李亚东,陈学森,等.高丛越橘果实香气成分的GC/MS
分析[J].园艺学报, 2009, 36(2): 187-194.
[ 6 ] 张春雨, 李亚东, 陈学森, 等. 半高丛越橘果实香气成分的
GC-MS分析[J].果树学报, 2009, 26(2): 235-239.
[ 7 ] 张春雨,李亚东,刘海广,等.越橘糖酸组分及含量分析[J].园艺
学报, 2010, 37(4): 619-624.
[ 8 ] Pirie A, Mullins M G. Changes in anthocyanin and phenolics
content of grapevine leaf and fruit tissues treated with sucrose,
nitrate, and abscisic acid[J]. Plant Physiology, 1976, 58(4): 468-472.
[ 9 ] 王惠聪,黄旭明,胡桂兵,等.荔枝果皮花青苷合成与相关酶的
关系研究[J].中国农业科学, 2004, 37(12): 2028-2032.
[10] Ronald L P, Cao G H, Antonio M, et al. Antioxidant capacity as
influenced by total phenolic and anthocyanin content, maturity
and variety of Vaccinium species[J]. J Agric Food Chem, 1998(46):
2686-2693.
[11] Ehlenfeldt M K, Prior R L. Oxygen radical absorbance capacity
(ORAC) and phenolic and anthocyanin concentrations in fruit and
leaf tissues of highbush blueberry[J]. Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 2001, 49(5): 2222-2227.
[12] 李亚东,孟凡丽,郑毅男,等.不同基因型越橘果实中 4种花色
苷含量的研究[J].园艺学报, 2004, 31(3): 367-368.
[13] Prior R L, Lazarus S A, Cao G, et al. Identification of procyani-
dins and anthocyanins in blueberries and cranberries (Vaccinium
spp.) using high-performance liquid chromatography/mass spectro-
etry[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49(3):
1270-1276.
[14] 李亚东,唐雪东,袁菲,等.我国小浆果生产现状、问题和发展
趋势[J].东北农业大学学报, 2011, 42(1): 1-10.
[15] 赵淼,林毅,蔡永萍,等.不同光质对草莓果实成熟过程中色素
类物质含量的影响[J].浙江农业学报, 2008, 20(1): 64-66.
[16] 刘晓静,冯宝春,冯守千,等.“国光”苹果及其红色芽变花青苷
合成与相关酶活性的研究[J].园艺学报, 2009, 36(9): 1249-1254.
[17] 冯守千,陈学森,张春雨,等.砂梨品种满天红及其芽变品系奥
冠花青苷合成与相关酶活性研究[J].中国农业科学, 2008, 41
(10): 3184-3190.
东 北 农 业 大 学 学 报·102· 第43卷