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紫甘薯AVIs形成过程中结构变化与色素积累及稳定性关系研究
结题报告
批准号:
31401435
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
朱洪梅
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵猛、祁夏莉、曾蕾
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中文摘要
紫甘薯块根细胞中富含花青素,花青素在紫甘薯块根细胞中主要以花青素小体(AVIs)的聚集形式存在,以往对紫甘薯花青素的研究多集中在花青素的提取纯化、组分的构效关系和生物合成等方面,而紫甘薯花青素小体(AVIs)的形成过程和花青素分子在细胞中的聚集过程及其稳定性之间的关系尚未见系统研究。本项目综合运用细胞生物学、植物解剖学、植物化学等方法,系统研究不同发育时期不同部位紫甘薯花青素小体(AVIs)的形成过程并阐明其超微结构变化,探讨紫甘薯花青素分子的合成部位、转运途径和储存部位及其存在形式变化,从细胞学上阐明紫甘薯花青素富集积累机制;并探讨花青素小体(AVIs)存在形式与花青素含量之间的相关性,及紫甘薯花青素组分、稳定性变化与花青素小体(AVIs)存在形式的关系,研究结果可为薯类植物花青素的合成与色素积累的关系提供理论依据。
英文摘要
Purple sweet potato tuber cells contain high amount of anthocyanins. Anthocyanins in purple sweet potato tuber cells mainly exist in the gathered form of Anthocyanic vacuolar inclusions (AVIs). Previous studies on anthocyanins from purple sweet potato were mostly focused on the pigment extraction, purification, the structure-activity relationship of components and biosynthesis, with little knowledge of the relationship between cells structural changes of AVIs and anthocyanins molecules accumulation in cell and its stability. In this project, the combination methods from plant cell biology, plant anatomy, plant chemistry will be used to study AVIs formation process of different position in purple sweet potato and to clarify its ultrastructural changes. At the same time, purple sweet potato anthocyanins molecules produce position, transporter pathways and storage site and its existing form will be also determined. Based on the information of cell structure developmental regulation, we will further reveal the mechanism of anthocyanin accumulation from the cytological and the correlation between form of AVIs and content of anthocyanin in purple sweet potato, investigate the relationship between the stability of anthocyanins and the form of AVIs existed in purple sweet potato. This project will provide a new theoretical basis for anthocyanin synthesis and pigment accumulation in potato tubers.
本研究采用细胞生物学和植物解剖学方法,以普通甘薯为对照,比较研究了不同发育时期紫甘薯AVIs在紫甘薯块根中分布及其结构特征。选择越南大紫、越南小紫、山川紫三种紫甘薯品种,研究不同品种甘薯组分差异和及色素稳定性。结果表明,紫甘薯根茎结构组成和普通甘薯相似,紫甘薯根茎中AVIs在根茎的皮层、韧皮部、木质部、形成层均有分布。超微结构研究结果表明紫甘薯AVIs起始合成部位为内质网,由高尔基体形成的囊泡通过膜融合方式辅助AVIs进入液泡,AVIs最终贮藏部位是液泡。AVIs是致密球体,没有膜结构。在细胞中AVIs根据直径大小分成两个阶段G-I和 G-II。G-I是AVIs刚形成直径较小(小于1 μm),G-II直径比较大(大于1 μm),在紫甘薯中G-II是与淀粉共存的形式。紫甘薯块跟的膨大是淀粉大量增长,淀粉颗粒分裂形成二分体和四分体,迅速增加淀粉颗粒数量。一些微型淀粉粒聚集并粘结在大的淀粉颗粒外部,由内而外增加淀粉颗粒的直径。紫甘薯色素稳定性与紫甘薯色素的组分有一定关系,酰化花青素越多稳定性越好,山川紫色素温度和pH的稳定性好于越南小紫和越南大紫的。随着紫甘薯生长发育时间的延长紫甘薯色素稳定性会有明显增加,到发育末期色素稳定性有所下降,主要是因为淀粉后期增长速度大于色素速度导致单位质量甘薯色素含量下降。
期刊论文列表
专著列表
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DOI:--
发表时间:2014
期刊:Discourse Journal of Agriculture and Food Sciences
影响因子:--
作者:朱洪梅;赵猛
通讯作者:赵猛
DOI:--
发表时间:--
期刊:Bangladesh Journal of Botany
影响因子:0.3
作者:赵猛;JING KANG;YATING ZHAO;SHUPENG WU
通讯作者:SHUPENG WU
DOI:--
发表时间:2018-02
期刊:Asian Journal of Agriculture and Food Sciences
影响因子:--
作者:朱洪梅;潘元晴
通讯作者:潘元晴
DOI:--
发表时间:2015
期刊:International Food Research Journal
影响因子:0.8
作者:朱洪梅;赵猛
通讯作者:赵猛
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Asian Journal of Agriculture and Food Sciences
影响因子:--
作者:王琪;朱洪梅
通讯作者:朱洪梅
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