不同基因型猕猴桃不同组织部位间AsA含量差异分析

廖光联，贺艳群，刘 青，黄春辉，贾东峰，曲雪艳，徐小彪

（江西农业大学 猕猴桃研究所，江西 南昌 330045）

【研究意义】抗坏血酸（ascorbic acid，AsA），又称维生素C，是一种水溶性维生素，在动植物体内具有许多重要的功能。在生物体内，AsA 是一种抗氧化剂，保护机体免受自由基的威胁，同时AsA 也是一种辅酶，参与生物体内多种代谢过程[1]。在人类和其他高等动物中，其主要功能是作为抗氧化剂清除体内的活性氧对组织细胞的损伤，具有较强的抗癌能力，同时也具有延缓白内障发展及改善心血管等功能；然而人体并不能合成自身所必需的AsA，只能从日常饮食特别是富含AsA 的蔬菜或水果中获取AsA。在植物组织内，AsA 广泛存在，是一种多功能的代谢物，对植物生理的多个方面都有影响，如参与调节植物的光合作用和生长发育，调控种子萌发、开花时间、成熟与衰老，以及增强植物对逆境的抵抗能力等，其在植物中广泛参与光合作用调控、环境诱导的氧化胁迫、机械损伤响应和病原体诱导的氧化胁迫等生理生化过程[2]。【前人研究进展】猕猴桃果实营养丰富，以富含AsA 而著称，被誉为“水果之王”。一个中等大小的猕猴桃即可满足人体每天对AsA的需要。猕猴桃种类繁多，不同基因型猕猴桃间AsA 含量存在较大差异，如有研究报道毛花猕猴桃（A.eriantha）果实中AsA 的含量是中华猕猴桃（A.chinensis）的3～4 倍[3]。在对中华猕猴桃‘红阳’、‘金果’及‘金艳’果实不同组织部位AsA 含量测定的研究上也表明，不同猕猴桃品种间果实相同部位，或相同部位的不同猕猴桃品种间AsA 含量也存在显著性的差异[4]。在对22 份不同基因型猕猴桃果实AsA 含量测定上的研究进一步证实，阔叶猕猴桃和毛花猕猴桃AsA 含量最高，软枣猕猴桃、美味猕猴桃和黑蕊猕猴桃次之，且在整个果实发育过程阔叶猕猴桃和毛花猕猴桃果实中AsA 含量显著高于中华猕猴桃‘Hort16A’和‘红阳’[5]。【本研究切入点】尽管已有较多关于不同基因型猕猴桃间果实AsA 含量存在较大差异的研究报道，但不同基因型猕猴桃相同组织部位间及相同基因型猕猴桃不同组织部位间AsA 含量差异分析少有报道。【拟解决的关键问题】本研究以中华猕猴桃（A.chinensis）红肉型‘红阳’、黄肉型‘金艳’，美味猕猴桃（A.deliciosa）‘金魁’，毛花猕猴桃（A.eriantha）‘赣猕6 号’，软枣猕猴桃（A.arguta）‘魁绿’为材料，探明AsA 含量在不同基因型猕猴桃不同组织部位的富集差异，为进一步开展AsA 代谢机制研究奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为江西省赣州市江西苌楚果业有限公司猕猴桃资源圃内生长健壮，无病虫害感染的中华猕猴桃（A.chinensis）红肉型‘红阳’、黄肉型‘金艳’，美味猕猴桃（A.deliciosa）‘金魁’，毛花猕猴桃（A.eriantha）‘赣猕6 号’，软枣猕猴桃（A.arguta）‘魁绿’（图1）。栽培架式均为大棚架，单主干多主蔓形整枝。采样时间为7月上旬，此时AsA富集较为显著[6]。参照《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南·猕猴桃属》采集幼叶、成叶、未木质化枝及木质化枝[7]。同时采集猕猴桃果实，将猕猴桃果实分为果皮、果肉及果心，其中果肉参照廖光联等[4]方法以果实纵径平均分成3等份作为其上部（果基）、中部、下部（果顶）的划分标准，进行果实不同部位AsA含量的测定。

图1 试验材料Fig.1 The tested materials

1.2 AsA含量测定

AsA含量的测定有多种方法，比较经典的有碘量滴定法、2,6二溴靛酚滴定法，此外还有流动注射法、原子吸收法等。而本研究采用适合进行大量样品测定的钼蓝比色法[8-9]，测定波长为700 nm。

1.3 数据处理

试验数据采用Excel 2016软件进行初步的数据分析并制作相应柱形图，分析其规律；利用SPSS 17.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 叶片AsA含量差异分析

从图2 可以看出，除毛花猕猴桃‘赣猕6 号’外，其它基因型猕猴桃上均表现为成叶中AsA 含量高于幼叶；在成叶中，除中华猕猴桃黄肉型‘金艳’与毛花猕猴桃‘赣猕6号’无显著性差异外，其它基因型猕猴桃成叶中AsA 含量显著性高于毛花猕猴桃‘赣猕6 号’；相反在幼叶中，毛花猕猴桃‘赣猕6 号’幼叶中AsA含量显著性高于它基因型猕猴桃。

图2 不同基因型猕猴桃叶片中AsA含量差异性分析Fig.2 Difference analysis of AsA content in leaves of different genotypes kiwifruit

2.2 枝条AsA含量差异分析

从图3 可以看出，在中华猕猴桃红肉型‘红阳’、黄肉型‘金艳’及美味猕猴桃‘金魁’上均表现为木质化枝中AsA 含量显著性高于未木质化枝，毛花猕猴桃‘赣猕6 号’上则表现为相反，而软枣猕猴桃‘魁绿’上则表现为无显著性差异；在木质化枝上，中华猕猴桃黄肉型‘金艳’AsA 含量显著性高于其它基因型猕猴桃；在未木质化枝上，毛花猕猴桃‘赣猕6号’AsA含量显著性高于其它基因型猕猴桃，其未木质化枝中AsA含量约是美味猕猴桃‘金魁’的10倍。

图3 不同基因型猕猴桃枝条中AsA含量差异性分析Fig.3 Difference analysis of AsA content in branches of different genotypes kiwifruit

2.3 果实AsA含量差异分析

从图4 可以看出，果实任何组织部位都表现为毛花猕猴桃‘赣猕6 号’中的AsA 含量显著性高于其它基因型猕猴桃，其中毛花猕猴桃‘赣猕6 号’在果心、果皮、果实上部、果实中部、果实下部的AsA 含量分别是中华猕猴桃红肉型‘红阳’的6.84、15.16、11.47、13.41、9.00倍，是中华猕猴桃黄肉型‘金艳’的18.51、7.55、29.96、42.26、26.36 倍，是美味猕猴桃‘金魁’的21.12、11.86、17.26、20.64、11.49 倍，是软枣猕猴 桃‘魁 绿’的20.04、18.86、49.77、47.95、33.42倍。

图4 不同基因型猕猴桃果实中AsA含量差异性分析Fig.4 Difference analysis of AsA content in fruit of different genotypes kiwifruit

2.4 不同器官间差异性分析

从图5 可以看出，在中华猕猴桃、美味猕猴桃及软枣猕猴桃均表现为叶片中AsA 含量远高于其它器官；而在毛花猕猴桃上则表现为果实中AsA 含量远高于其它器官；在果实上，中华猕猴桃黄肉型‘金艳’、美味猕猴桃‘金魁’以及毛花猕猴桃‘赣猕6号’AsA含量由高到低均表现为果肉、果皮、果心，中华猕猴桃红肉型‘红阳’AsA含量由高到低则表现为果肉、果心、果皮，而软枣猕猴桃上则表现为无显著性差异。

图5 同一基因型猕猴桃不同器官间差异性分析Fig.5 Differences analysis among different organs on the same genotype kiwifruit

3 结论与讨论

AsA 一直是猕猴桃研究的热点问题[10]，前期已有研究表明在众多不同基因型猕猴桃间，阔叶猕猴桃和毛花猕猴桃果实AsA 含量最高[5]，这已逐步成为共识，但其它组织部位间AsA 含量差异研究少有报道。本研究结果表明，在果实上，毛花猕猴桃果实显著性高于其它基因型猕猴桃果实，这与前人研究结果一致[5,11]。值得一提的是，AsA 具有较强的清除活性氧的作用，保护植物组织避免遭受活性氧的伤害[12]，在本研究中，中华猕猴桃、美味猕猴桃及软枣猕猴桃上均表现为幼嫩组织AsA 含量低于成熟组织，极有可能是成熟组织AsA 的合成相比于幼嫩组织、衰老组织更加旺盛，而毛花猕猴桃极有可能通过其它物质来清除叶片或枝条上的活性氧，如酚类物质。前期已有研究表明，毛花猕猴桃具有显著性高于其它基因型猕猴桃的酚类物质[13]，且在清除活性氧上发挥着重要的作用[14]。

此外，本研究可为今后猕猴桃AsA 在不同组织部位间富集差异机制研究提供理论基础。目前有较多关于不同基因型猕猴桃间AsA富集机制差异的研究报道[15]，但不同组织部位间的富集差异机制研究尚鲜有报道。AsA富集不仅与生物合成、氧化、降解及循环再生相关，与AsA转运也密切相关[6,16-19]。目前在猕猴桃上是否存在AsA 转运机制上一直存在较大的争议，主要在于猕猴桃各组织器官均能检测到AsA含量，不需要进行转运，但目前已在植物上发现了具有转运AsA 作用的碱基-抗坏血酸转运蛋白（NAT），且在植物体内具有较高的活性，极有可能存在转运过程[20-21]。本研究中，幼嫩组织和成熟组织间存在显著性差异的AsA 含量，可能是由于上述各种代谢途径的代谢差异导致。有趣的是，毛花猕猴桃果心、果皮及果肉间AsA 含量存在显著性富集差异，这表明其果实组织间可能存在转运机制，有待于进一步通过相关代谢酶活性及相关基因表达量研究进行确定，这也是今后研究的重要方向。

致谢：井冈山农高区科技发展专项（井农科字[2021]51号）同时对本研究给予了资助，谨致谢意！