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基于¹³C同位素示踪技术的砀山酥梨果实糖积累的代谢谱分析

作　者: 王崇
导　师: 方从兵
学　校: 安徽农业大学
专　业: 茶学
关键词: 砀山酥梨代谢谱葡萄糖果实发育同位素气相质谱
分类号: S661.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

砀山酥梨（Pyrus bretschneideri Rehd. cv. Dangshansuli）分类上介于白梨和秋子梨之间，为我国栽培面积最大的梨品种之一，在我国和安徽省砀山地区有着悠久的栽培历史。以园艺作物果实作为研究对象具有特殊性，其果实品质特性与形成机制不同于其他作物；另外在果实发育转熟期，糖代谢相关酶活性具有明显差异。通过研究与山梨醇代谢相关的关键代谢路径，并为开展果实主要品质特征成分代谢研究提供适宜研究体系研究。以谢花后130天砀山酥梨果实为试材，采用¹³C-葡萄糖注入方法以及果实圆片培养并结合¹³C-葡萄糖饲喂处理的方法，收集不同时间点的处理后果实样品，通过对酥梨高糖芽变果实和非变异果实中糖以及与糖代谢密切相关的重要果实品质特征成分的代谢谱分析。通过气-质联用技（GC-MS）进行样品分析，并依据NIST和Wiley数据库，对分析图谱中各代谢物组分进行结构解析，寻找带有标记的葡萄糖代谢物，发现了不同酥梨试材出现显著差异。通过对GC-MS图谱进行滤噪、解卷积、基线校准和峰匹配处理得到代谢定量数据，对果实¹³C-葡萄糖注入实验汇总数据应用主成分分析（PCA）和偏最小二乘法分析（PLS）进行数据处理，得出变异果实在果实转熟期生成大量的糖类，与对照组果实形成鲜明对比。有机酸总生成量在果实成熟过程中都有升高，但在变异和对照组果实中发现它们呈现的规律为前期变化小，变异与对照果实酸类生成量差距小；中后期波动大，变异果实有机酸类升高比率大于对照果实；后期酸类总量基本持平，为变异果实酸类含量下降的比率大于对照组果实。通过三维图结果显示注射实验和圆片实验的高糖芽变果实和非变异果实能实现良好的模式分型，并获取了注射实验中供试材样品分型贡献值较大的代谢物信息（VIP），并对其中前20种变化较大的代谢物进行比对分析，得出这些代谢物的变化规律。通过对葡萄糖数种标准品的质谱图比对，得出糖代谢相关标记物的特征峰。并对圆片实验中变异果实和非变异果实中带¹³C标记的各代谢物组分进行结构解析，检测了各标记组分在不同果实样品中随处理时间的变化，检测到葡萄糖代谢下游的数种带有标记信息的代谢物，发现变异果实同对照组有明显差异。在对照组在第一个小时就出现了比变异果实更多带标记代谢物的种类和产量，随着培养时间的延长，对照组检测出带标记的代谢物含量和种类逐渐减少，变异组却呈现出先多后少的现象。说明对照组果实更容易消耗外源葡萄糖，并很快的产生丰富的代谢产物，变异组代谢葡萄糖速率相对缓慢，但产生了更多种类的糖类物质，揭示芽变果实与非变异果实中碳代谢流的变化规律及其相互差异。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 文献综述  9-25
  1.1 砀山酥梨  9-10
    1.1.1 砀山酥梨园艺特性  9
    1.1.2 砀山酥梨研究现状  9
    1.1.3 高糖芽变果实的介绍  9-10
  1.2 果实糖酸的代谢研究  10-15
    1.2.1 糖的代谢  10-12
    1.2.2 有机酸的代谢  12-13
    1.2.3 糖酸衍生化简介  13-15
  1.3 稳定同位素示踪技术的应用原理  15-16
  1.4 稳定同位素测试方法和测试平台  16-19
  1.5 ~(13)C 标记代谢分析的背景及研究现状  19-23
  1.6 代谢组学与代谢网络的研究及其进展  23-25
    1.6.1 代谢组学的简介  23-24
    1.6.2 代谢网络的研究  24-25
2 引言  25-27
  2.1 研究目的和意义  25
  2.2 研究内容和技术路线  25-26
    2.2.1 研究内容  25-26
    2.2.2 技术路线  26
  2.3 课题来源  26-27
3 材料与方法  27-30
  3.1 材料  27
  3.2 主要仪器设备  27
  3.3 实验药品  27
  3.4 实验方法  27-30
    3.4.1 ~(13)C 葡萄糖注入酥梨果实水相提取物的制备  27-28
    3.4.2 酥梨果实圆片水相提取物的制备  28
    3.4.3 葡萄糖的衍生化和 GC-MS 分析  28
    3.4.4 水相提取物的衍生化和 GC-MS 分析  28
    3.4.5 数据处理  28-30
4 结果与分析  30-47
  4.1 酥梨果实水相提取物的代谢谱 GC-MS 分析  30-34
  4.2 葡萄糖标准品衍生化后 GC-MS 标准图谱分析  34-36
  4.3 葡萄糖质谱图分析  36-37
  4.4 全标记葡萄糖代谢物分析鉴定  37-39
  4.5 酥梨水相提取物 GC-MS 数据的多元统计分析  39-47
5 讨论  47-49
6 结论  49-50
参考文献  50-55
致谢  55-56
作者简介  56

基于13C同位素示踪技术的砀山酥梨果实糖积累的代谢谱分析

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