全 文 ：园 艺 学 报 2008，35(9)：1351—1356
Aeta Honiculturae Sinlea
新疆野苹果多酚物质的遗传多样性
张小燕 ，陈学森 ，彭 勇 ，刘遵春 ，石 俊 ，王海波
( 山东农业大学，作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018； 菏泽学院园林工程系，山东菏泽 274000)
摘 要：以新疆野苹果 (Malus sieversii)3O个单株的成熟果实为试材，对果实多酚物质的组成、含量
及遗传多样性进行了研究，结果表明：新疆野苹果30个单株多酚物质含量存在广泛的遗传变异，变异系数
均在 36．12％以上，遗传多样性极为丰富；鉴定出原花青素 、没食子酸、绿原酸、对羟基苯甲酸 、儿茶素、
表儿茶素 、香草醛、阿魏酸 、苯甲酸、根皮苷、槲皮素、肉桂酸、根皮素等 l3种多酚物质，其中原花青
素、表儿茶素、根皮苷和绿原酸是野苹果的主要多酚组分，总酚及主要多酚物质含量显著高于栽培苹果
(Malus domestica)品种红星。
关键词：新疆野苹果；多酚物质；遗传多样性
中图分类号：S 661．1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X (2008)09—1351-06
Genetic Diversity of Phenolic Compounds in Malus sieversf
ZHANG Xiao．yan ，CHEN Xue—Sel ，PENG Yong ，LIU Zun．ehun ，SHI Jun ，and WANG Hai—bo
( State KeyLaborato0一ofCrop Biolog)，，ShandongAgricultural University，Taian，Shandong 271018，China； College ofGarden
Engineering，Heze University，tteze，Shandong 274000，China)
Abstract：Experiments were conducted in ripened fruits of Malus sieversii obtained from 30 seedlings to
study composition，content and genetic diversity of phenolic compounds．The results indicated that variation
coemeients of phenolic compounds in M．sieversi seedlings were more than 36．12％ ．which revealed wider
variation range and rich genetic diversity．Proanthocyanidin，gallic acid，chlorogenic acid，p-hydroxybenzoic
acid，catechin，epicatechin，vanillin，ferulic acid，benzoic acid，phloridzin，quercetin，cinnamic acid，
phloretin were identifed in the study，in which proanthocyanidin，epicatechin，phloridzin and chlorogenic
acid existed in high concentraions．Compafision of phenolic compound contents in M．sieversii with those in
M．domestica showed that total phenolic compounds and main constituents in M．sieversii were higher than that
in M．domestica significantly．
Key words：Malus sieve~ii；phenolic compounds；genetic diversity
新疆野苹果 [或塞威士苹果，Malus sieve~i(Lebed．)Roem．]属于第三纪孑遗物种，可能是现
代栽培苹果 (或西洋苹果，Malus domestica Borkh．)的祖先种 (李育农，2001)，长期的自然选择形
成了许多变异，遗传多样性极为丰富，且环境适应能力强，有望筛选一些抗旱、抗寒、抗病虫、耐瘠
薄的特异单株，挖掘利用的潜力很大 (张新时，1973；林培钧和崔乃然，2000)。
酚类物质与果实色泽、风味 (涩、苦、香、甜)和保健功效密切相关，并且是水果和蔬菜抗氧
化能力的重要提供者 (乜兰春 等，2003；Hukkanen et a1．，2006；徐金瑞 等，2006)。近年来，随
着苹果加工业的发展，国内外对苹果多酚物质的组成、变化及其与抗氧化、褐变的关系等方面做了大
量的研究 (Murata et a1．，1995；戚向阳 等，2003；王思新 等，2003)。
收稿日期：2008—06—03；修回日期：2008—08—18
基金项目：国家 ‘863’计划重点项目 (2006AA100108)；山东农业良种工程项目
通讯作者Author for corespondence(E—mail：chenxs@sdau．edu．an)
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园 艺 学 报
作者在对新疆野苹果果实的香味物质 、糖酸组分、矿质元素、叶片抗氧化性、群体遗传结构进行
研究 (Chen et a1．，2007；Zhang et a1．，2007；张小燕 等，2008)的基础上，进一步分析了新疆野苹
果 30个单株多酚物质的组成、含量及其遗传多样性，旨在为探讨新疆野苹果各性状的变异特点及遗
传多样性提供基本资料，并为拓宽栽培苹果的遗传多样性以及新疆野苹果资源的保护与利用提供科学
依据。
1 材料与方法
1．1 材料
试验于2007年在山东农业大学果树生物学实验室和泰安横岭育种基地进行。8月下旬__9月上旬
在新疆自治区巩留县新疆野苹果林随机选取 30株结有底色浅黄至黄色的成熟果实的实生单株，每株
采集果实 1～2 kg。
野果林立地条件基本一致，土壤为黑棕色土，地势平坦开阔，海拔高度在 1 290～1 330 m，年平
均降雨量在 624～781 mm。以9月下旬从山东泰安横岭育种基地采集的红星苹果 (2～3 kg)作为对
照，果园光照良好，砂质壤土，土层深厚，土壤肥力中等，管理水平一般，泰安地区年平均降雨量
680—1 040 mm。
每个单株取 15个果实，每重复 5个，用削皮机迅速削皮，果肉纵切，进行冷冻干燥、粉碎，
一 70℃保存。
精确称取0．500 g冻干磨碎样品，用 10 mL 70％甲醇于4℃提取3 h，在4℃条件下8 000 g离心
10 rain，收集上清液，重复提取两次，合并上清液定容至50 mL。
1．2 酚类物质的测定
总酚含量测定采用 Folin—Ciocaheau法 (Singleton&Rossi，1965)，用没食子酸作标准曲线，结果
表示为每克干样质量含有的没食子酸等效物的微克数。
原花青素含量测定参照Dalzel和 Kerven(1998)的方法进行。
多酚物质的定性定量采用 HPLC法。取样品提取液 20 mL减压蒸干，然后加入 10 mL 0．4
mol·L 磷酸缓冲液和 10 mE三氯甲烷溶解残渣，重复洗涤蒸馏瓶 1次，合并溶液，振荡 20 rain后
弃去下层三氯甲烷，再加入 20 mL三氯甲烷振荡弃去，直至水相呈无色，再加人乙酸乙酯 20 mL，振
荡，吸取上层酯相，重复两次，合并酯相，减压蒸干，加入 1．5 mL 70％甲醇溶解残渣，0．22 m滤
膜过滤。采用 Waters 2690 HPLC系统，Kromasil C18色谱柱 (250 mln×4．6 Into，5 txm)，流动相乙腈
和pH 2．8乙酸溶液，检测波长280 nlq，柱温 35 cI二，流速0．8 mL·rain～，进样量 1O L。线性梯度
洗脱程序：0～30 rain，90％乙腈和 10％水；30～40 rain，65％乙腈和35％水；40～45 min，90％乙腈
和 10％水。
1．3 数据统计分析
测定均设置 3次重复，取平均值进行计算。采用 Excel软件进行数据整理与分析；采用 Paried．
samples T Test方法进行显著性分析。
2 结果与分析
2．1 新疆野苹果多酚物质的组成及遗传多样性
对新疆野苹果3O个单株用 HPLC法共检测到没食子酸、绿原酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、表儿
茶素、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、根皮苷 、槲皮素、肉桂酸、根皮素等 12种多酚物质 (表 1)，其中
绿原酸等7种物质在30个单株中均能检测到，而没食子酸、苯甲酸、槲皮素、肉桂酸、根皮素等5
种成分的分离比率 (有：无)分别为 16：l4、27：3、22：8、28：2、26：4，且各种多酚物质含量在单株
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问存在明显差异，变异系数65．06％ ～329．22％，表现出丰富的遗传多样性。
原花青素含量在903．13～4 708．21 Ixg·g 之间，变异系数为36．12％，同样表现出丰富的遗传
多样性。
2．2 新疆野苹果多酚物质与栽培苹果 (红星)的比较
从表 l可以看出，新疆野苹果与栽培苹果 (红星)主要多酚组分基本一致；但新疆野苹果以原
花青素含量最高，占总酚含量的35．03％，其次为表儿茶素、根皮苷和绿原酸，分别占总酚含量的
15。50％、12．76％和 10．10％，是新疆野苹果成熟果实多酚物质的主要组分。而栽培苹果 (红星)中
以表儿茶素、原花青素和绿原酸为主，这与以往在红星上的测定结果 (乜兰春和孙建设，2005)基
本是一致的。
差异显著性测验结果 (表 1)表明，新疆野苹果果实的总酚、原花青素、表儿茶素、根皮苷、绿
原酸、儿茶素含量与栽培苹果 (红星)呈极显著差异，分别是栽培苹果 (红星)的5．1倍 、8．0倍、
表1 新疆野苹果酚类物质组成的遗传多样性及其与栽培苹果 (红星】含量的比较
Table 1 Genetic divertisity of phenolic compounds in M sieversii and the contents
comparison with domestica cultivar(Starking】
没食子酸
Gallic acid
绿原酸
Chlorogenic acid
对羟基苯甲酸
p-hydroxybenzoic acid
儿茶 素
Catechin
表儿荼素
Epicatechin
香草醛
Vanillin
阿魏酸
Fem lic acid
苯甲酸
Benzoic acid
根皮苷
Phloridzin
槲皮素
Quercetin
肉桂酸
Cinnamic acid
根皮素
Phloretin
原花青素
Proanthocyanidin
总酚
Total phenolics
14 3l aA 0～124．73 2O1．15 O．17 16：14
838 27 aA 28．42～2 312．82 67．40 1O．10 30：0
169．64 aA 25．06～581．95 65．O6 2．04 30：0
19l 79 aA 36．67～647．24 74．67 2．31 30：0
1 286 54 aA 187．72～5 528．35 91．31 15．50 30：0
31 58 aA 4．6l～130．36 l10．78 0．38 30：0
50．93 aA 11 88～207 27 90．24 0．61 30：0
173．47 aA 0—1570．07 167．20 2．09 27：3
1 059．30 aA 219 05—3 735 91 89．50 12．76 30：0
48．47 aA 0—242 96 116．22 0．58 22：8
40 01 aA 329．22 0
． 48 28：2
49．13 aA 0—792．27 290．83 0．59 26：4
2 908 46 aA 903．13～4 708
． 21 36．12 35．03
8 301．99 aA 3 638．89～16 861．11 39．49 100 00
13．09 aA 0．8l
268．35 bB 16．64
38．40 bA 2．38
5．63 bB O．35
407．99 bB 25．29
4．60 bA 0．29
¨ ．86 aA 0．74
59．38 bA 3．68
81．37 bB 5．04
l3．59 aA 0．84
l1．29 aA 0 70
46．37 aA 2．87
363．33 bB 22．52
1 613．13 bB l00．00
注：小写和大写字母分别表示新疆野苹果与栽培苹果之间5％和1％差异显著水平。
Note：Small and capital letters indicate 5％ and 1％ significant level between M
． sieversii and M．domestica．respectively
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3．2倍、13．0倍、3．1倍、34．1倍，具有明显的高酚性状；变异系数在 36．12％ ～91．3l％之间，表现
出丰富的遗传多样性。
新疆野苹果没食子酸、香草醛、苯甲酸、槲皮素、肉桂酸、根皮素等多酚物质在 30个单株问的
有：无分离比率广泛，变异系数均在 110．78％以上，遗传多样性极为丰富，说明进一步筛选具有不同
多酚物质的特异性状单株的潜力很大。
3 讨论
3．1 关于新疆野苹果多酚物质的组成
苹果多酚尤其是原花青素具有很强的抗氧化能力，如葡萄籽原花青素抗氧化性优于维生素 c和
芦丁 (Lu&Foo，2001)；苹果特征酚类物质根皮苷 (二氢查儿酮葡萄糖苷)味甜，对糖尿病及其并
发症有良好的防治作用 (董华强和宁正祥，2006)，同时又是良好的甜味剂和抗氧化剂；绿原酸具有
广泛的抗菌作用，中药上常用来作为评价金银花质量的一个重要标准；各种酚类化合物之间存在互
作，通过发挥协同效应，可形成强大广谱的抗氧化能力 (Lu&Foo，2001)。因此，从营养、化工、
医疗保健功能等方面考虑，多酚含量较高的新疆野苹果一方面可作为果树品质改良的重要资源，另一
方面从果实中直接大量提取所需的酚类化合物，对于果树新品种选育、果实品质的提高以及功能性食
品的开发等方面都具有重要的意义。
乜兰春和孙建设 (20O5)对不同品种苹果果实酚类物质研究表明，表儿茶素和绿原酸是果实中
主要的多酚物质，其比例和含量因品种而异，在几种主栽苹果品种 (红星、金冠、富士、乔纳金等)
中以红星苹果果实多酚物质含量最高。本研究中从新疆野苹果果实中鉴定出原花青素、没食子酸、绿
原酸、对羟基苯甲酸、儿茶素、表儿茶素、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、根皮苷、槲皮素、肉桂酸、根
皮素等 13种多酚物质，其中原花青素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸是主要的多酚组分，主要多酚物
质的组成与栽培苹果 (红星)基本一致，但多酚含量差异显著，根皮苷作为苹果的特征酚类物质，
在新疆野苹果中含量较高，平均值为 1 059．30 Ixg·g～DM，而在栽培苹果 (红星)中含量较少，仅
为 81．37 Ixg·g‘。DM。
在多酚物质含量的测定中，总酚含量要高于各种多酚组分的总和，这可能与总酚采用的Folin．Ci．
ocaheau测定方法有关，此法测定的不仅是样品中酚类物质，还包括了其他一些化学成分，如类胡萝
卜素、氨基酸、糖、维生素C (王萍和朱祝军，2006)，这些物质普遍存在于果实中。
3．2 关于新疆野苹果多酚物质的遗传多样性与抗逆性
植物在与环境长期互作或生存竞争的过程中，形成了许多适应或防御机制，包括形态结构、生理
生化代谢等方面，并逐渐转变为可遗传的特性保留下来，这是植物适应环境发展的结果。植物酚类物
质与其对生物及非生物的胁迫的抗性密切相关，在植物的抗逆反应中发挥着重要的作用，有些植物感
病后新产生的植保素类物质也主要是一些多酚化合物。
Dicko等 (2005)比较了不同高梁品种的酚类物质含量、对生物与非生物胁迫 (炭疽病、高梁
蚊、干旱等)的抗性及相关酶的活性，发现对生物与非生物胁迫具有抗性的品种原花青素 (PAs)、
3一脱氧花青素 (3一DAs)和黄烷醇含量比不具有抗性的品种高，认为3一脱氧花青素和原花青素含量
是高粱对胁迫具有抗性的很好的标记，而相关酶的活性不是有效的抗性标记。
Carver等 (1996)报道采用酚类物质生物合成抑制剂处理燕麦，引起了植株对 Erysiphe graminis
抗性的降低，提出酚类物质可能是这种抗性的主要贡献因子。Clark等 (2007)研究发现，拟南芥与
外界环境相互作用相关 (如抵御病原体和感染)的基因可变性大大超过其他功能基因，使得拟南芥
能够经受干燥和潮湿、炎热和寒冷，并调节自身的生长季节，表明环境对遗传多样性影响巨大。本研
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9期 张小燕等：新疆野苹果多酚物质的遗传多样性 1355
究表明，新疆野苹果 30个单株的总酚及多酚物质的含量在单株之间存在显著差异 (变异系数
36．12％～329．22％)，表现出丰富的遗传多样性，且总酚、原花青素、表儿茶素、根皮苷、绿原酸等
主要成分含量明显高于栽培苹果，具有明显的高酚性状。
新疆野苹果是第三纪暖温带阔叶林的孑遗群落，是经过第四纪冰川200～300万年的反复进退，
适应当地大气候和复杂地理环境相配合中孕育而形成的 (李育农，2001)。因此，新疆野苹果这种高
酚及遗传多样性丰富的特性，一方面可能是适应外界恶劣环境条件，通过基因调节而产生对生物与非
生物胁迫抗性的表现；另一方面新疆野苹果的抗逆性可能存在基因型差异，有望筛选出抗逆性强的优
异单株，这不仅对改善现有苹果品种的抗性减退、遗传基础狭窄具有重要意义，而且可以达到对新疆
野苹果进行 “利用保存”的目的。
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