全 文 ：园 艺 学 报 2013，40（12）：2391–2400 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2013–08–12；修回日期：2013–11–20
基金项目：公益性行业（农业）科研专项（201203089）；国家星火计划项目（2012GA7200023）；福建省科技重大专项（2012NZ0002-1-1）；
福建省公益类科研院所基本科研专项（2011R1016-7）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：weichen909@163.com）
红果肉与白果肉杨梅花青苷和糖代谢途径的差
异蛋白研究
张泽煌 1，陈义勇 2，钟秋珍 1，王玲霞 2，林旗华 1，林永祥 2，龚慧文 2，
陈 伟 2,*
（1 福建省农业科学院果树研究所，福州 350013；2 福建农林大学生命科学学院，福州 350002）
摘 要：以红果肉杨梅‘大叶梅’和白果肉杨梅‘水晶’为研究材料，运用 2-DE 和 MALDI-TOF-TOF
质谱技术，比较分析两个品种成熟期果肉花青苷和糖代谢途径相关蛋白的差异表达，共获得 41 个 2 倍差
异表达蛋白，其中 33 个差异蛋白得到质谱鉴定。与白果肉的‘水晶’相比，有 3 个蛋白质在红果肉的‘大
叶梅’中特异表达，29 个蛋白质上调表达，1 个下调表达。将这些差异蛋白按照功能进行分类，大部分
涉及花青苷代谢（12%）、糖和能量代谢（30%）、蛋白质代谢（18%）、防御应答（15%）等生理过程。发
现花青素合酶（ANS）、苯基丙氨酸解氨酶（PAL）、查尔酮合酶 11（CHS11）、二磷酸尿核苷葡萄糖︰类
黄酮 3–O–葡糖基转移酶（UFGT）是花青苷合成密切相关的关键酶，这些酶在红果肉的‘大叶梅’中
明显上调表达；同时，还发现 9 个糖代谢相关蛋白在红果肉的‘大叶梅’中也显著上调表达。花青苷和
糖代谢途径关键蛋白对杨梅果肉花青苷合成和颜色的形成起到重要作用。
关键词：杨梅；花青苷；糖代谢；差异蛋白
中图分类号：S 667.6 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2013）12-2391-10

Differential Expression Proteins of Anthocyanin and Carbohydrate
Pathway in Red and White Myrica rubra Fruits
ZHANG Ze-huang1，CHEN Yi-yong2，ZHONG Qiu-zhen1，WANG Ling-xia2，LIN Qi-hua1，LIN
Yong-xiang2，GONG Hui-wen2，and CHEN Wei2,*
（1Fruit Research Institute，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou 350013，China；2College of Life Sciences，
Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）
Abstract：The investigation of differentially expressed proteins of red cultivar‘Dayemei’and white
cultivar‘Shuijing’of Myrica rubra in ripening time were conducted by using 2-DE coupled with
MALDI-TOF-TOF/MS approaches. The comparison of the protein patterns of‘Dayemei’and ‘Shuijing’
showed 41 differential expressed protein spots in these two cultivars，of which 33 were identified，among
them，29 proteins up-regulated，3 proteins specifically expressed and 1 down-regulated in‘Dayemei’. The
ident i f ied prote ins were c lass i f ied according to thei r funct ions which involved in

2392 园 艺 学 报 40 卷
anthocyanin metabolism（12%），carbohydrate and energy metabolism（30%），protein metabolism（18%）
and defense response（15%）. We found that the enzymes of anthocyanidin synthase（ANS），phenylalanine
amonnia lyase（PAL），chalcone synthase 11（CHS11）and UDP-glucose︰flavonoid 3-O-glucosyltransferase
（ UFGT ） involved in anthocyanin synthesis were successfully identified. These enzymes were
up-regulated obviously in‘Dayemei’. Meanwhile，9 proteins involved carbohydrate metabolism were also
up regulated. Up-regulated the key proteins involved in anthocyanin and carbohydrate metabolism were
important for anthocyanin accumulation and color formation in Myrica rubra.
Key words：Myrica rubra；anthocyanins；carbohydrate metabolism；differentially expressed proteins

杨梅（Myrica rubra Sieb. & Zucc.）果实颜色主要由花青苷积累水平所决定，Zhang 等（2009）根
据成熟杨梅果实的色泽差异将其分为白种、粉红种、红种和乌种。在杨梅果实成熟发育过程中，叶绿
素和有机酸含量减少，而花青苷在有颜色的品种中迅速积累，此变化过程在杨梅果实成熟后期阶段尤
为明显。有研究显示，在深黑色杨梅品种‘荸荠’的成熟果实中，花青苷含量可达到 760 mg · kg-1 FW
（Chen et al.，2004，2008；Zhang et al.，2008）。花青苷是花青素以糖苷键和糖基配体组成。花青
素是通过类黄酮通路合成的，它是类苯基丙烷通路的一部分（Winkel-Shirley，2001；Deluc et al.，
2006）。花青苷在植物细胞中稳定存在，使果实呈现紫色或红色。杨梅果肉中花青苷的主要成分是矢
车菊色素–3–葡萄糖苷，占果肉总花青苷的 85%以上（Zhang et al.，2008；Fang et al.，2009）。根
据 Grotewold（2006）报道，植物中与花青苷合成相关的许多基因已被鉴定和克隆，如查耳酮合酶
（chalcone synthase，CHS）、查尔酮异构酶（chalcone isomerase，CHI）、黄烷酮 3–羟化酶（flavonoid
3’-hydroxylase，F3’H）、花青素合酶（anthocyanidin synthase，ANS）和二磷酸尿核苷葡萄糖:类黄酮
3–O–葡糖基转移酶（UDP-glucose︰flavonoid 3-O-glucosyltransferase，UFGT）基因等。另外，调
节花青苷合成的转录因子也在许多植物中被鉴定，这些转录因子分为两类：MYB 和 bHLH（Broun，
2005）。最近，运用 RNA-Seq 技术对杨梅果实成熟过程从转录组学水平进行了研究，结果显示编码
花青苷合成的相关基因在杨梅发育过程中上调表达，这些基因与花青苷的合成和深红颜色的形成有
密切关系（Feng et al.，2012）。虽然 RNA-Seq 技术在 mRNA 水平上对全基因组进行大规模的研究
存在优势，但 mRNA 水平不能反应蛋白的丰度（Li et al.，2012），并在代谢和分子调节网络方面存
在一定的局限性。利用蛋白质组学技术可以对蛋白表达进行全方位的检测，得到复杂代谢过程和分
子调控网络等方面的信息（von Zychlinski et al.，2005；Chen & Harmon，2006）。但杨梅花青苷合成
的蛋白质组学研究至今未见报道。作者采用蛋白质组学技术与方法，比较深红色果肉杨梅‘大叶梅’
和白色果肉杨梅‘水晶’在成熟时期的果肉蛋白质组差异，鉴定与分析和这两个品种颜色差异密切
相关的蛋白（酶）及其在色素形成过程中的作用，阐明其生物学功能，为探究杨梅花青苷生物合成
的调控机制提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于 2012—2013 年进行，供试品种为红果肉杨梅‘大叶梅’和白果肉杨梅‘水晶’（图 1），
果实采自福建省龙海市浮宫镇，两个供试材料均为当地品种，遗传关系相对较近。均选取盛花后
85 d，外观及大小一致，无病虫害，新鲜成熟的果实，采摘后立刻用液氮保存，迅速运回实验室，
–80 ℃冷冻备用。试验设置 3 个生物学重复，每个重复取 10 个果实。
12 期 张泽煌等：红果肉与白果肉杨梅花青苷和糖代谢途径的差异蛋白研究 2393











图 1 红果肉杨梅‘大叶梅’（左）和白果肉杨梅‘水晶’（右）成熟果实
Fig. 1 Ripe fruits of red‘Dayemei’（left）and white‘Shuijing’（right）of Myrica rubra
1.2 果肉花青苷含量和可溶性总糖含量的测定
杨梅果肉花青苷的提取参照 Wrolstand 等（1982）的方法。取 1 g 的杨梅果肉，在液氮中充分研
磨成粉末，加入 5 mL 预冷的提取液（含 0.05%盐酸的甲醇），4 ℃浸提 12 h，10 000 × g、4 ℃离心
20 min。收集上清液转移到干净的试管中，沉淀加入 5 mL 提取液，4 ℃浸提 6 h，收集上清液，此
过程重复 1 次。将所得的上清液合并，作为最后的测量体积。花青苷总量的测定采用 pH 示差法，1
mL 的上清液分别与 4 mL 的缓冲液 A（0.4 mol · L-1 KCl，pH 1.0）和缓冲液 B（1.2 mol · L-1 柠檬酸，
pH 4.5）混合，用分光光度计测定 510 nm 和 700 nm 处的吸光值。花青苷含量的计算按 Romero 等
（2008）所用的公式：TA = A × MW × 5 × 1 000 × V/ε。式中，TA 为总花青苷含量（mg · kg-1 FW）；
A 为吸光度，A = [A510 nm（pH 1.0）–A700 nm（pH 1.0）]–[A510 nm（pH 4.5）–A700 nm（pH 4.5）]；ε为矢车菊素–3–葡
萄糖苷的摩尔消光系数，26 900；MW 为矢车菊素–3–葡萄糖苷的相对分子质量，449.2；V 为得
到的上清液总体积。
杨梅果肉可溶性总糖含量参照李明霞等（2011）的方法，用蒽酮比色法测定。
1.3 蛋白质提取及定量测定
参考 Liu 等（2010）的方法，略微修改。从–80 ℃冰箱称取 3 g 杨梅果肉在液氮中充分研磨成
粉末，加 12 mL 酚提取液（100 mmol · L-1 Tris，50 mmol · L-1 抗坏血酸，100 mmol · L-1 KCl，50
mmol · L-1 硼砂，1% Triton-100，2% β–巯基乙醇），加入等体积的 pH 8.0 Tris–饱和酚，充分混匀，
5 500 × g、4 ℃离心 10 min。取酚层，加入 6 倍体积的 0.1 mol · L-1 的乙酸铵甲醇溶液，–20 ℃过夜
沉淀蛋白。20 000 × g、4 ℃离心 20 min，弃上清液。沉淀用预冷的甲醇溶液洗涤 1 次，再用预冷的
丙酮（含 0.02% β–巯基乙醇）洗涤 2 次。沉淀置于–20 ℃下冷冻干燥，使丙酮完全挥发。干燥后
的粉末溶解在样品裂解液（7 mol · L-1 尿素，2 mol · L-1 硫脲，4% CHAPS，2%载体两性电解质
pH 4 ~ 7，40 mmol · L-1 DTT）中，蛋白定量测定参考 Bradford（1976）的方法。裂解好的蛋白溶液
可立即进行双向电泳或–80 ℃储存备用。
1.4 双向电泳
第一向固相 pH 梯度等电聚焦（IEF）采用的仪器为 Amersham Ettan IPGphor。IPG 干胶条为 24
cm，pH 4 ~ 7（线性），含 1.3 mg 蛋白的样品溶液与水化液（7 mol · L-1 尿素，2 mol · L-1 硫脲，2%
CHAPS，18 mmol · L-1 DTT，0.5% IPG Buffer，痕量溴酚蓝）混匀，终体积为 450 μL。电泳参数设
定：20 ℃，50 μA · trip-1，30 V（12 h），200 V（1 h），500 V（1 h），1 000 V（1 h），1 000 ~ 8 000 V
梯度（30 min），8 000 V（6 h）。
第一向等电聚焦完成后，将胶条用平衡液Ⅰ（50 mmol · L-1 Tris-HCl pH 8.8，6 mol · L-1 尿素，
2394 园 艺 学 报 40 卷
30% 甘油，2% SDS，10 mg · mL-1 DTT，痕量溴酚蓝）和平衡液Ⅱ（50 mmol · L-1 Tris-HCl pH 8.8，
6 mol · L-1 尿素，30%甘油，2% SDS，25 mg · mL-1 碘乙酰胺，痕量溴酚蓝）先后各平衡 15 min。平
衡结束后进行第二向 SDS-PAGE 垂直板电泳（Ettan DALT-six System，GE Healthcare Amersham
Biosciences）。胶溶度为 12%。15 mA · trip-1 开始电泳，待溴酚蓝前沿移动到第二向凝胶时加大电流
至 30 mA · trip-1。电泳结束后，剥离凝胶进行考马斯亮蓝染色。图像分析采用 ImageMaster 2D platinum
软件。
1.5 质谱鉴定及数据库检索
蛋白质胶内酶解：把差异表达的蛋白点用细玻璃管从凝胶上取出来放到 ependoff 管中，加入 25
mmol · L-1的NH4HCO3清洗。再加入含有50%的乙腈（acetonitrile，ACN）的25 mmol · L-1的NH4HCO3，
振荡 10 min 后离心，弃上清液，重复上述步骤 2 次，真空干燥。加入 10 μL 12.5 ng · μL-1 胰蛋白酶
溶液，4 ℃下放置 45 min。取出后在 37 ℃反应过夜。酶解产物的抽提：加入 20 μL 100 mmol · L-1
的 NH4HCO3 缓冲液（pH 7.8 ~ 8.0），超声 10 min。再加入 20 μL 50%的 ACN 和 0.1% TFA，超声 10
min 后离心，取上清液，真空干燥。在干燥的样品中加入 10 μL 0.1% TFA，再用 10 μL C18Zip（Millpore）
脱盐，用于质谱鉴定。使用 4800 型 MALDI-TOF-TOF 质谱仪（Applied Biosystems，USA）对样品
进行质谱分析。采用氮︰氩激光。波长为 355 nm，激发时间 3 ~ 7 ns，频率为 200 Hz，激光强度为
4 000，加速电压为 20 kV，使用正离子反射模式；PMF 质量扫描范围为 800 ~ 4 000 D，采用自动获
得数据的模式采集数据。所得到的结果用 4800 型 MALDI-TOF-TOF 质谱仪配备的数据库工作站 GPS
Explorer 3.6（Applied Biosystems）和 MASCOT 软件进行数据库检索。数据库为 NCBInr，检索种属
为绿色植物，数据库检索的方式为 combined，质量误差为 ± 0.3 OD，最大允许漏切位点为 1，酶为
胰蛋白酶；质量误差范围设置：PMF 100 × 10-6，MS/MS 为 0.2 D。
采用 ImageMaster 2D platinum 软件对凝胶图谱进行胶内差异分析，以 2 倍的差异表达作为标准。
蛋白相对量变化为两个杨梅品种 3 次重复的平均值。两组间比较使用 Student’s-t 检验，所有统计分
析均由 Excel 软件自动完成，检验水准 α = 0.05。
2 结果与分析
2.1 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅果肉花青苷和可溶性总糖含量
红色果肉杨梅‘大叶梅’成熟期果肉可溶性总糖含量为 6.50%，白色果肉杨梅‘水晶’的可溶
性总糖含量 4.53%，前者比后者高 43.36%（图 2，A）。‘大叶梅’成熟期果肉的花青苷含量高达 756.00
mg · kg-1 FW，而在白色果肉杨梅‘水晶’中未检测到花青苷（图 2，B）。











图 2 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅成熟果肉可溶性总糖（A）和花青苷（B）含量比较
Fig. 2 Difference in total soluble sugar（A）and anthocyanin（B）contents in ripe‘Dayemei’and‘Shuijing’of Myrica rubra fruit
12 期 张泽煌等：红果肉与白果肉杨梅花青苷和糖代谢途径的差异蛋白研究 2395

2.2 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅果肉蛋白的 2-DE 分析
采用 pH 4 ~ 7 的线性干胶条对红杨梅‘大叶梅’和白杨梅‘水晶’果肉蛋白质进行 IEF-SDS-PAGE
分离，应用 ImageMaster 2D platinum 软件对不同颜色杨梅果肉蛋白质组的电泳图谱进行分析，在‘大
叶梅’杨梅图谱上共检测到分离的蛋白点 814 个，‘水晶’杨梅图谱上共检测到分离的蛋白点 763
个，两图谱的匹配率为 70.3%（图 3）。有 41 个蛋白点可重复显著变化在 2 倍以上。













图 3 ‘大叶梅’（A）和‘水晶’（B）杨梅果肉蛋白双向图谱
箭头与代号标示为差异蛋白点。
Fig. 3 2-DE protein profiles of‘Dayemei’（A）and‘Shuijing’（B）fruit of Myrica rubra
Arrows and code indicate the differential protein spots.
2.3 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅果肉差异蛋白质谱分析和鉴定
对‘大叶梅’和‘水晶’杨梅果肉蛋白质双向电泳凝胶上的41个差异表达的蛋白质点进行MALDI-
TOF-TOF/MS 分析和数据库检索，鉴定出 33 个差异蛋白（表 1）。这些差异蛋白中，个别蛋白点（spots
4，14）等电点的理论值与实际值相差较大，造成这种差异的主要原因是蛋白翻译后的修饰及蛋白降
解（Wan et al.，2005；Jiang et al.，2007）。
根据 ImageMaster 2D platinum 软件 Quantity table report 中的数值来绘制蛋白相对表达量变化图
（图 4）。对这 33 个差异蛋白点进行功能注释和分类，结果显示这些蛋白主要与花青苷代谢、糖类
和能量代谢、蛋白质代谢、防御应答、细胞骨架、信号转导等功能相关。
表 1 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅 33 个果肉差异蛋白点质谱鉴定结果
Table 1 Thirty-three differential expressed proteins of‘Dayemei’and‘Shuijing’fruits of Myrica rubra identified
by MALDI-TOF-TOF/MS mass spectrometry

功能
Function
蛋白点
序号
Protein
spot code
蛋白名称
Protein name
物种/登录号
Species/
Accession No.
得分
Mowse
score
匹配
肽段数
Matched
peptides
理论分子
量/等电点
Theoretical
Mr(kD)/pI
实际分子
量/等电点
Observed
Mr(kD)/pI
花青苷代谢
Anthocyanin
15 花青素合成酶
Anthocyanidin synthase
杨梅/ gi|295486054
Morella rubra
188 3 15833/5.03 15789/6.01
metabolism 19 苯基丙氨酸裂解酶
Phenylalanine amonnia lyase
毛果杨/ gi|224109780
Populus trichocarpa
404 4 77695/5.81 77713/5.93
24 查尔酮合成酶 11
Chalcone synthase 11
覆盆子/ gi|22086369
Rubus idaeus
178 4 42803/6.04 42815/5.76
48 二磷酸尿核苷葡萄糖︰
类黄酮 3–O–葡糖基转移酶
UDP-glucose:flavonoid
3-O-glucosyltransferase
杨梅/ gi|295486056
Morella rubra
242 3 23905/5.50 24013/6.63
糖和能量代谢
Carbonhydrate
11 乙醇脱氢酶Ⅰ
Alcohol dehydrogenase I
葡萄/ gi|295148831
Vitis shuttleworthii
81 3 41110/5.97 41203/6.02
and energe
metabolism
14 磷酸甘油酸激酶
Phosphoglycerate kinase
拟南芥/ gi|6056366
Arabidopsis thaliana
129 2 33863/9.36 33848/6.62
2396 园 艺 学 报 40 卷
续表 1
功能
Function
蛋白点
序号
Protein
spot code
蛋白名称
Protein name
物种/登录号
Species/
Accession No.
得分
Mowse
score
匹配肽
段数
Matched
peptides
理论分子
量/等电点
Theoretical
Mr(kD)/pI
实际分子
量/等电点
Observed
Mr(kD)/pI
18 依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶β亚基
Pyrophosphate-dependent
phosphofructokinase beta subunit
蓖麻/ gi|483536
Ricinus communis
111 2 60076/6.19 60104/6.23
23 核苷二磷酸激酶
Nucleoside diphosphate kinase
番茄/ gi|575953
Solanum lycopersicum
192 3 15409/6.84 15396/6.59
27 烯醇酶
Enolase
油棕/ gi|192910834
Elaeis guineensis
494 5 47728/5.98 47741/5.92
28 丙酮酸脱羧酶
Pyruvate decarboxylase
玉米/ gi|19851524
Zea mays
145 3 64920/5.72 64915/5.62
43 6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶
6-phosphogluconate dehydrogenase
樟子松/ gi|310689155
Pinus sylvestris
184 3 53296/6.15 53302/6.35
47 二氢硫辛酰胺脱氢酶 3 脱氢酶前体
Precursor of dehydrogenase
dihydrolipoamide dehydrogenase 3
毛果杨/ gi|222851215
Populus trichocarpa
318 3 61184/6.69 61093/6.63
49 柠檬酸合成酶
Citrate synthase
小金海棠/
gi|302745202
Malus xiaojinensis
268 5 52498/8.49 52429/6.82
79 硫辛酰胺脱氢酶 1
Lipoamide dehydrogenase 1
拟南芥/ gi|332642366
Arabidopsis thaliana
84 1 60719/8.13 60684/6.75
蛋白质代谢
Protein
7 26S 蛋白酶体亚基 11
26S proteasome subunit 11
悬铃木/ gi|94442896
Platanus × acerifolia
120 1 25999/8.04 26014/6.04
metabolism 26 26S 蛋白酶体 AAA-ATP 亚基 RPT5a
26S proteasome AAA-ATPase
subunit RPT5a
拟南芥/ gi|23197864
Arabidopsis thaliana
347 4 47498/4.95 47532/5.03
10 天冬氨酸转氨酶
Aspartate aminotransferase，putative
蓖麻/ gi|255578685
Ricinus communis
106 2 47551/8.35 47561/6.75
16 S–腺苷甲硫氨酸合成酶 4
S-adenosylmethionine synthase 4
拟南芥/ gi|332642427
Arabidopsis thaliana
270 3 42769/5.51 42698/5.53
45 S–腺苷–L–甲硫氨酸合成酶
S-adenosyl-L-methionine synthetase
异叶天仙果/
gi|13540318
Elaeagnus umbellata
449 6 43109/5.50 43096/5.47
50 富含甘氨酸 RNA 结合蛋白
Glycine-rich RNA-binding protein
蜜柚/ gi|7024451
Citrus unshiu
160 3 16839/7.85 16821/5.29
防御应答
Defense
9 甲酸脱氢酶
Formate dehydrogenase
百脉根/ gi|211970690
Lotus japonicus
113 2 42319/6.71 42324/6.85
response 21 类 MLP 蛋白 423
MLP-like protein 423
拟南芥/ gi|332192346
Arabidopsis thaliana
87 17044/5.10 17035/5.13
29 锰超氧化物歧化酶 1
Manganese superoxide dismutase 1
碧桃/ gi|6006619
Prunus persica
160 3 25439/8.62 25426/6.22
22 超氧化物歧化酶
Superoxide dismutase
杨梅/ gi|256674064
Morella rubra
367 3 15305/5.64 15327/5.59
46 类黄素氧还蛋白醌还原酶 1
Flavodoxin-like quinone reductase 1
拟南芥 / gi|332009119
Arabidopsis thaliana
154 2 21782/6.08 21804/6.37
细胞骨架
Cytoskeleton
17 环化酶相关蛋白 1
Cyclase associated protein 1
拟南芥/ gi|332660985
Arabidopsis thaliana
96 2 50938/6.23 50927/6.73
信号转导
Signal
1 14-3-3 家族蛋白
14-3-3 family protein
苹果/ gi|55375985
Malus × domestica
404

6

29679/4.75 29662/4.79
transduction 2 类 14-3-3 蛋白 GF14 chi
14-3-3-like protein GF14 chi
拟南芥/ gi|332657309
Arabidopsis thaliana
125 1 29913/4.68 29911/4.61
其他蛋白
Other protein
4 冷激域蛋白 2
Cold shock domain protein 2
山嵛菜/ gi|294470714
Eutrema salsugineum
100 2 19301/5.92 19314/5.28
6 预测蛋白
Predicted protein
大麦/ gi|326528951
Hordeum vulgare
subsp. vulgare
79 46205/9.68 46189/6.46
20 二氢嘧啶酶
Dihydropyrimidinase
琴叶拟南芥/
gi|297811343
Arabidopsis lyrata
subsp. lyrata
287 57664/5.44 57673/5.42
25 保守的假定蛋白
Conserved hypothetical protein
蓖麻/ gi|255599203
Ricinus communis
89 30767/9.28 30724/5.43
30 假定蛋白 SELMODRAFT_175555
Hypothetical protein
SELMODRAFT_175555
卷柏/ gi|302789299
Selaginella
moellendorffii
76 94671/5.73 17406/5.24
12 期 张泽煌等：红果肉与白果肉杨梅花青苷和糖代谢途径的差异蛋白研究 2397













图 4 ‘大叶梅’和‘水晶’杨梅果实 33 个差异蛋白相对表达量变化
Fig. 4 Relative expressed quantities of 33 differential expressed proteins in‘Dayemei’and‘Shuijing’Myrica rubra fruits

2.4 参与花青苷和糖代谢差异蛋白分析
在 33 个鉴定的差异蛋白中，有 14 个参与花青苷与糖代谢，除乙醇脱氢酶Ⅰ（spot 11）外，其
它蛋白都在红色果肉杨梅中上调表达（表 1，图 4，图 5）。其中，6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6-PGDH）























图 5 杨梅果肉花青苷代谢相关途径及其相关酶的表达
：上调表达。
Fig. 5 Relative pathway and enzymes of anthocyanins related biosynthesis in Myrica rubra fruit
：Up-regulated.
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是磷酸戊糖途径的一个限速酶。依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶（PFP）、磷酸甘油酸激酶（PGK）和烯
醇化酶（ENO）是糖酵解途径中的酶。花青苷合酶（ANS）、苯基丙氨酸解氨酶（PAL）、查尔酮合
酶 11（CHS 11）、二磷酸尿核苷葡萄糖︰类黄酮 3–O–葡糖基转移酶（UFGT）是花青素代谢途径
中的重要节点关键酶。这些酶的差异表达对杨梅果肉色素的形成起到了重要作用。
3 讨论
花青苷是引起植物花果呈现颜色的主要物质，其含量和成分直接决定果实的色泽品质。杨梅成
熟果肉花青苷含量测定结果显示，红色杨梅‘大叶梅’果肉花青苷含量为 756.00 mg · kg-1 FW，而
在白色果肉杨梅‘水晶’中未检测到花青苷（图 2，B）。花青苷的合成主要和花青素与糖代谢两个
途径有关。花青苷是由花青素和糖苷配基组成。糖的积累为花青苷的形成提供前体物质。同时，糖
的积累还可诱导多种花青苷生物合成相关酶的基因表达，进而促进花青苷合成（Kawabata et al.，
1998）。本试验结果显示，红色果肉杨梅的可溶性总糖含量明显比白色果肉杨梅高。
目前，在对柑橘的研究中已经证实有颜色的柑橘和普通的柑橘中都存在编码花青苷途径关键酶
ANS、UFGT、CHS 的基因（Lo Piero et al.，2005b；Cotroneo et al.，2006；Licciardello et al.，2008）。
另外，在对苹果的研究中也显示 PAL 和 UFGT 是决定花青苷积累的两个重要的酶（Wang et al.，2000；
Ban et al.，2009）。Feng 等（2012）在对杨梅果肉发育成熟的转录组分析研究中发现与花青苷代谢
相关的 CHS 和 ANS 基因在杨梅果实成熟过程中上调表达，但未发现 UFGT 有显著变化，而对于 PAL
则未有报道。本研究发现花青苷合成的关键蛋白有 4 个：花青素合酶（ANS，spot 15）、苯基丙氨酸
解氨酶（PAL，spot 19）、查尔酮合酶 11（CHS 11，spot 24）、二磷酸尿核苷葡萄糖：类黄酮 3–O–
葡糖基转移酶（UFGT，spot 48）。这 4 种蛋白在‘大叶梅’中都上调表达。在‘大叶梅’和‘水晶’
中都检测到了 PAL 蛋白的存在，但在‘大叶梅’中的表达量相对较高，因此可以确定 PAL 是调节
杨梅花青苷积累的一个关键酶，但不是花青苷积累的唯一调节因子。查尔酮合酶是花青苷合成通路
的另一个关键酶，它催化 4–香豆酸辅酶 A 与丙二酰辅酶 A 的缩合反应，形成查尔酮。而花青素合
酶位于花青苷通路的末端，催化无色花色素向花色素的转化，是合成花青苷和原花青苷的关键酶
（Abrahams et al.，2003；Bogs et al.，2007）。本研究中，在红色果肉杨梅‘大叶梅’和白色果肉杨
梅‘水晶’中都鉴定到 CHS 11 和 ANS，但与‘水晶’相比，CHS 11 和 ANS 在‘大叶梅’果肉中
明显上调表达，从而促进了花青苷的积累，因而果肉表现为红色。但‘水晶’中 CHS 11 和 ANS 表
达量较低，花青苷合成不足，因此果肉表现为白色。二磷酸尿核苷葡萄糖︰类黄酮 3–O–葡糖基转
移酶（UFGT）属于 UDP–糖基转移酶超大家族，催化花青苷合成的最后一步反应。UFGT 催化糖
基从尿苷二磷酸葡萄糖到花青苷 3–O 位点的转移，从而使不稳定的花青素形成稳定的花青苷
（Forkmann & Heller，1999）。在对葡萄的研究中显示，UFGT 在所有的红葡糖品种的果皮中都有积
累，但在白葡萄品种中却没有累积（Kobayashi et al.，2001）。将 UFGT 基因导入到无色果肉葡萄的
胚胎可诱导果肉着色，因此可以确定 UFGT 是葡萄果肉色素合成的关键酶（Kobayashi et al.，2002）。
对柑橘的研究也显示，在黄色柑橘的果汁囊泡中没有检测到 UFGT 基因的表达，但在红色柑橘中却
检测到了（Lo Piero et al.，2005a）。对拟南芥中编码 UFGT 的 anthocyaninless1（ANL1）基因进行突
变，在子叶和子叶下轴的上部不能形成任何可见的花青素（Kubo et al.，2007）。因此，UFGT 在许
多植物的颜色形成中起着重要的作用。
本研究中涉及糖代谢的重要蛋白有磷酸甘油酸激酶（spot 14）、依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶 β
亚基（spot 18）、核苷二磷酸激酶（spot 23）、丙酮酸脱羧酶（spot 28）、烯醇酶（spot 27）、6–磷酸
葡萄糖酸脱氢酶（spot 43）、二氢硫辛酰胺脱氢酶 3 脱氢酶前体（spot 47）、柠檬酸合成酶（spot 49）、
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硫辛酰胺脱氢酶Ⅰ（spot 79）。其中，磷酸甘油酸激酶（spot 14）和烯醇酶（spot 27）是高等植物糖
酵解酶。烯醇化酶在糖酵解中催化 2–磷酸甘油酸转化成磷酸烯醇式丙酮酸，从而进入花青素合成
途径；而 6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶是磷酸戊糖途径中的限速酶，催化 6–磷酸葡萄糖酸脱氢后生成 5–
磷酸核酮糖，最后通过赤藓糖–4–磷酸连接花青素合成途径。这些酶在‘大叶梅’果肉中都上调表
达，进而促进花青苷的合成。
综上所述，花青苷合成和糖代谢途径的关键蛋白的上调表达是杨梅果肉花青苷合成和颜色形成
的重要生理代谢机制。

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