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‘骏枣’果实与叶片发育过程中有机酸组分及含量的变化

更新时间:2016-07-05

‘骏枣’(Ziziphus jujuba Mill.)为鼠李科枣属植物,其果实含有较多的营养成分,具有较高的营养价值和药用价值[1]。有机酸是影响果实风味的指标之一,对枣果实内在品质的形成发挥着重要作用。通常有机酸随着果实生长发育逐渐积累,当果实成熟、衰老时,有机酸作为糖酵解、三羧酸循环(TCAC)及糖异生作用的基质被消耗[2]。 迄今国内外学者对葡萄[3]、桃[4]、柑橘[5]、砂梨[6]、苹果[7]、石榴[8]等果实中有机酸组分及含量的变化做了大量研究。崔婧等[9]测定、分析葡萄果实发育过程中有机酸含量的变化,说明草酸和酒石酸含量随果实发育而逐渐下降,苹果酸在转色前逐渐积累、而后迅速下降,柠檬酸含量变化不明显;杨雪梅等[8]对‘泰山三白甜’和‘泰山红’2个石榴品种果实发育期果汁中总有机酸、各有机酸组分及维生素C含量的变化趋势研究,结果表明,2个石榴品种果实发育过程中有机酸总含量变化均呈现出发育前期高、后期降低的趋势。但是,关于果实与叶片有机酸含量关系方面的研究少有报道[10,11]。本研究以新疆主栽枣品种‘骏枣’为试验材料,对果实与叶片生长发育过程中有机酸组分含量变化进行定性和定量分析,分析不同时期‘骏枣’果实与叶片有机酸含量变化之间的相互关系,进而阐明‘骏枣’果实与叶片有机酸代谢的变化规律,为‘骏枣’果实品质的研究提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以塔里木大学园艺实验站枣种质资源圃的‘骏枣’为试材,从坐果开始每10 d采样1次,即7月14日(幼果期)至9月22日(红熟期),共计8个时期,每次采30个果实与其对应部位的叶片35片,3次重复。果实样品经去皮去核切碎,叶片用蒸馏水洗净,用液氮保存待测。

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1.2 测定方法

称取 1 g果肉、0.5 g叶片分别加入 0.04 mol/L KH2PO4研磨提取液,冰浴、研磨至匀浆,倒入离心管中,并用0.04mol/L KH2PO4研磨提取液少量,多次冲洗研钵,用超声机超声20 min,再放入离心机离心(温度4℃,转速 15 000 r/min)20 min,取上清液,重复提取残渣,定容至10mL容量瓶中,用0.22μm微孔滤膜过滤,分别用于果实和叶片有机酸含量的测定。

有机酸组分及含量的测定采用高效液相色谱法,具体方法参照马倩倩等[12]等的研究。其色谱条件为:流动相0.04 mol/mL KH2PO4缓冲液(pH值2.4,用磷酸调配);流速 0.5 mL/min;色谱柱为 Inertsil ODS-3(4.6 mm×250mm,5μm);柱温 30℃;检测器为二极管阵列检测器,波长为 210nm,进样量为10μL。

2 结果与分析

2.1 ‘骏枣’果实及叶片发育过程中有机酸总量的变化

图1显示,‘骏枣’果实发育过程中有机酸含量的积累与同期叶片发育过程中的有机酸含量呈现相似的变化规律,伴随着幼果的发育,有机酸含量均表现为前期上升、后期下降的趋势,而且果实中有机酸含量始终高于叶片中的含量,平均高2.40mg·g-1。果实中有机酸含量由幼果期的2.04mg·g-1持续累积至9月2日 (白熟期)达到最高(9.13mg·g-1),增加 7.09mg·g-1;此后果实有机酸总量持续下降,至果实全红期(9月22日),其含量为6.60mg·g-1。叶片中有机酸含量同样在9月2日达到最高,为7.54mg·g-1;随后有机酸含量持续下降至2.79mg·g-1。相关性分析表明,果实和叶片发育过程中有机酸总量的变化呈显著正相关,相关系数为0.74。

图1 ‘骏枣’果实及叶片有机酸总量的变化

2.2 ‘骏枣’果实与叶片有机酸组分及含量的动态变化

图3显示,‘骏枣’在发育过程中果实与叶片苹果酸含量总体呈上升趋势。在同一发育时期,果实苹果酸含量基本上高于叶片苹果酸含量。果实中苹果酸含量从幼果期开始呈现持续上升的趋势,在8月13日达到2.27mg·g-1,之后苹果酸含量在短暂下降之后又急剧上升至果实全红期(9月22日),达到2.97mg·g-1。从幼果期至全红期,果实苹果酸含量上升2.48mg·g-1。叶片苹果酸含量在坐果初期缓慢上升,之后持续下降至8月23日达到最低值(0.21mg·g-1),随后苹果酸含量持续上升至果实成熟(1.31mg·g-1)。相关性分析表明,果实和叶片发育过程中苹果酸含量的变化呈显著正相关,相关系数为0.68。

主爆孔:孔径90mm、间排距4m×3m,单耗0.4g/m3,堵塞长度 3.0m,单孔装药量 40kg。

图6显示,‘骏枣’果实和叶片在发育过程中柠檬酸含量的变化总体上均呈现上升趋势。果实中的柠檬酸含量在幼果期出现短暂的上升-下降趋势,随后持续稍有下降又急剧上升,直至9月22日(果实全红期)达上升至果实白熟期(9月 2日),达到 1.97 mg·g-1;之后到最高(2.67mg·g-1)。在发育过程中果实柠檬酸含量上升了2.54mg·g-1。叶片柠檬酸含量先缓慢上升至8月13日(0.67 mg·g-1),随后其含量出现短暂下降的趋势,之后持续缓慢上升直至9月22日,达到0.69mg·g-1。与果实相比,叶片柠檬酸含量仅上升了 0.35 mg·g-1

图2 ‘骏枣’果实及叶片草酸含量的变化

2.2.4 ‘骏枣’果实与叶片奎宁酸含量的动态变化

2.2.1 ‘骏枣’果实与叶片草酸含量的动态变化

2.2.3 ‘骏枣’果实与叶片酒石酸含量的动态变化

图3 ‘骏枣’果实及叶片苹果酸含量的变化

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图5显示,‘骏枣’果实和叶片在发育过程中奎宁酸含量有相似的变化趋势,均表现为平稳变化-上升-下降的趋势。果实奎宁酸的含量在8月23日之前无明显的上升或下降,随后短暂上升至最大值1.78mg·g-1,之后持续下降至9月22日(0.23mg·g-1)。叶片奎宁酸的含量在幼果期出现短暂的上升-下降趋势,随后急剧上升,至 9月 2日达到最高值(5.53 mg·g-1),之后迅速下降至0.11mg·g-1。相关性分析表明,果实和叶片发育过程中奎宁酸含量的变化呈极显著正相关,相关系数为0.80。

图4 ‘骏枣’果实及叶片酒石酸含量的变化

2.2.2 ‘骏枣’果实与叶片苹果酸含量的动态变化

图4显示,‘骏枣’果实与叶片发育过程中酒石酸含量变化有相似的趋势,均表现为发育前期快速上升,至8月13日达最大值(果实酒石酸含量为1.74 mg·g-1,叶片为0.92mg·g-1);之后急剧下降(果实下降至 0.34mg·g-1,叶片下降至0.43mg·g-1);8月23日果实硬核期后基本保持平稳变化。酒石酸含量在果实发育前期明显高于叶片含量 (平均高0.49mg·g-1),8月23日之后明显低于叶片含量(平均降低 0.24mg·g-1)。

图5 ‘骏枣’果实及叶片中奎宁酸含量的变化

2.2.5 ‘骏枣’果实与叶片柠檬酸含量的动态变化

图6 ‘骏枣’果实及叶片柠檬酸含量的变化

图2显示,‘骏枣’果实发育过程中草酸含量的变化与同期叶片发育过程中的草酸含量变化趋势不相同。果实中草酸的含量在坐果初期表现短暂降低—升高的变化趋势后,从8月3日开始持续下降至果实白熟期(9月2日),之后,随着果实的成熟,草酸含量又开始快速积累,至果实全红期达0.17mg·g-1。叶片草酸的量先呈现下降趋势,随后短暂下降又上升,至果实白含熟期含量达到最高,为0.23mg·g-1;之后含量迅速下降又有所上升,至 0.08mg·g-1

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2.2.6 ‘骏枣’果实与叶片富马酸含量的动态变化

图7显示,‘骏枣’果实与叶片发育过程中富马酸含量的变化呈现相似的规律,均表现为上升-下降-平稳变化的趋势。果实中富马酸的含量从7月14日(幼果期)持续上升至8月3日达到最高值(0.01 mg·g-1),随后持续下降直至9月12日,后又有所回升,到9月22日达到0.002mg·g-1。叶片富马酸的含量由幼果期的0.001 mg·g-1持续上升至 8月 13日达到最高值,为0.006mg·g-1;随后急剧下降至8月23日的0.0002mg·g-1;之后基本保持不变至9月22日(全红期)。

图7 ‘骏枣’果实及叶片富马酸含量的变化

2.3 ‘骏枣’果实及叶片有机酸组分含量积累的相关性分析

表1表明,果实中的草酸与奎宁酸、草酸与总酸含量变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.70和-0.75。表2表明,叶片奎宁酸与苹果酸含量变化呈显著负相关,相关系数为-0.69;酒石酸与富马酸、奎宁酸与总酸含量变化均呈极显著正相关,相关系数分别为0.85、0.97。

表1 ‘骏枣’果实有机酸组分含量积累相关性

注:*p<0.05

草酸 酒石酸 奎宁酸 苹果酸 柠檬酸 富马酸 总酸草酸 1酒石酸 0.24 1奎宁酸 -0.70* -0.36 1苹果酸 0.25 0.3 -0.16 1柠檬酸 -0.23 -0.55 0.49 0.53 1富马酸 0.26 0.42 -0.27 0.26 -0.14 1总酸 -0.75* 0.06 0.56 0.30 0.48 -0.17 1

表2 ‘骏枣’叶片有机酸组分含量积累相关性

注: *p<0.05 **p<0.01

草酸 酒石酸 奎宁酸 苹果酸 柠檬酸 富马酸 总酸草酸 1酒石酸 0.47 1奎宁酸 0.42 -0.05 1苹果酸 -0.46 0.05 -0.69* 1柠檬酸 -0.18 0.58 -0.08 0.12 1富马酸 0.32 0.85** -0.42 0.23 0.28 1总酸 0.44 0.14 0.97** -0.56 0.08 -0.29 1

3 小结

本研究结果显示,‘骏枣’果实和叶片有机酸含量均以苹果酸、柠檬酸为主,果实中苹果酸、柠檬酸含量分别占总酸含量的45.00%、40.45%,叶片含量分别占总酸含量的46.95%、24.73%。因此,可将‘骏枣’归为苹果酸型果实,这与李红卫等[13]的研究结果一致。在‘骏枣’果实发育过程中,酒石酸、奎宁酸、富马酸的含量的变化总体均呈现出前期含量逐步增加,随着果实成熟,物质代谢与呼吸作用逐渐增强,果实含酸量下降,这与罗安才[14]文涛[15]的研究结果基本一致。有机酸转化为糖和被用于呼吸消耗是有机酸减少的主要原因。果实与叶片苹果酸和柠檬酸含量的变化总体上均呈现上升的趋势,果实苹果酸和柠檬酸含量分别上升2.48mg·g-1、2.54mg·g-1,叶片分别上升 0.62mg·g-1、0.35mg·g-1。在‘骏枣’的发育过程中,叶片有机酸总量表现出与果实有机酸总量相似的变化,均为前期升高,后期下降,但是果实中的有机酸含量始终高于叶片中的有机酸含量。‘骏枣’果实中的草酸与奎宁酸、草酸与总酸含量变化呈显著负相关,说明果实草酸含量上升则奎宁酸与总酸的含量均下降,草酸含量下降则奎宁酸与总酸含量均上升。‘骏枣’叶片奎宁酸与苹果酸含量变化呈显著负相关,当叶片中苹果酸含量上升时奎宁酸的含量下降,苹果酸含量下降时奎宁酸的含量上升;酒石酸与富马酸、奎宁酸与总酸含量变化均呈极显著正相关。

参考文献

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刘祯妍,陈佳,马倩倩,吴翠云
《北方果树》 2018年第3期
《北方果树》2018年第3期文献

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