小麥籽粒多酚氧化酶生化特性及其控制基因的研究.pdf

1、多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)是引起亞洲面條和其它面制食品酶促褐變的主要因素,發(fā)生褐變的食品是不受消費(fèi)者歡迎的,所以如何選育低PPO活性品種是育種家們非常感興趣的問(wèn)題,而小麥籽粒PP0活性如何被快速、準(zhǔn)確地檢測(cè),PPO的生化特性以及控制基因與活性的關(guān)系是育種家們急需解決的問(wèn)題。本文選用24個(gè)小麥品種初步探討了以鄰苯二酚代替L-DOPA,按照AACC 22-85的程序檢測(cè)小麥籽粒PPO活性的可能性,并選用196

2、份小麥品種作了進(jìn)一步驗(yàn)證；選用3個(gè)代表性品種,初步分析了小麥PPO的酶學(xué)特性：選用19、54個(gè)PPO活性差異較大的品種,分別分析了籽粒發(fā)育、萌發(fā)過(guò)程中同工酶的變化；分析了11種化學(xué)試劑在5種濃度下對(duì)100個(gè)小麥品種籽粒PPO活性的抑制和激活效應(yīng)；對(duì)43條EST和7條mRNA進(jìn)行了序列組裝；采用2A和2D染色體上STS標(biāo)記分別檢測(cè)了300個(gè)F4單株和362份小麥品種的PPO等位基因變異,并分析了等位基因2AL(2A染色體上低PPO活性基因

3、)、2AH(2A染色體上高PPO活性基因)、2DL(2D染色體上低PPO活性基因)、2DH(2D染色體上高PPO活性基因)及等位基因組成類型與籽粒PPO活性的關(guān)系,初步探討了內(nèi)含子變異對(duì)PPO活性的影響,并提出了內(nèi)含子參與PPO基因表達(dá)調(diào)控的可能性。通過(guò)以上試驗(yàn),得出以下結(jié)論： 1.以鄰苯二酚代替L-DOPA,按照AACC 22.85的程序檢測(cè)小麥籽粒PPO活性,是一個(gè)成本較低、準(zhǔn)確可靠的小麥籽粒PPO活性檢測(cè)方法。 2

4、.小麥PP0的最適反應(yīng)溫度為65℃,最適pH值為4.0～4.6,Km=0.19mol/L,Vmax=4.04×l02mol/min。 3.干種子中沒(méi)有檢測(cè)到同工酶。同工酶的數(shù)目在種子萌發(fā)過(guò)程中和灌漿期逐漸增加,而在從乳熟期到完熟期間逐漸減少。籽粒在吸水12h后PPO活性迅速升高,24h時(shí)達(dá)到峰值,然后逐漸趨向平緩。 4.巰基乙醇、EDTA、飽和NaCl和SDS、亞硫酸氫鈉、銅試劑、谷胱甘肽和維生素C對(duì)小麥PPO產(chǎn)生抑制效

5、應(yīng),CuCl2產(chǎn)生激活效應(yīng)。抑制劑和激活劑濃度與小麥PPO活性之間呈對(duì)數(shù)關(guān)系,小麥PPO的抑制和激活效應(yīng)也受添加劑種類和基因型的影響。 5.小麥中至少存在15種PP0基因,這些基因可分為3大類。第Ⅰ類為組織特異表達(dá)基因,與組織階段發(fā)育生理功能有關(guān)；第Ⅱ類為種子儲(chǔ)藏基因,參與完成種子萌發(fā)過(guò)程中某項(xiàng)生理功能；第Ⅲ類為抗耐性基因,亦可稱為防御基因,在外界因素誘導(dǎo)下表達(dá)。 6.約50％的籽粒PPO活性變異是由2A、2D染色體上等

6、位基因變異提供的,2A染色體上等位基因變異對(duì)籽粒PPO活性的影響是2D染色體等位變異的2-3倍。 7.大多數(shù)品種籽粒PPO活性處于中低水平。四種基因型2AL/2DL、2AL/2DH、2AH/2DL、2AH/2DH的籽粒PPO活性逐漸升高一個(gè)檔次(40-60AU/min·g),且其活性分別處于低偏中、中等、中偏高、高偏中水平,可分別使活性降低30.1％、降低7.8％、升高8.3％、升高30.0％。 8.2AL和2DL基因分