SRT计划项目申请书
项目名称:
紫白菜色素的生理特性的初步探究
申请者: 学 院: 园 艺 学 院 专 业: 设施农业科学与工程
2012年 4月 13日 南京农业大学教务处制
一、简表
指导教师:
申请者姓名 年级 黄蕊蕊 大二 学号 电话 14810127 18061738216 班级 E-mail 设施101 957811432@qq. com 项目 紫白菜色素的生理特性初步探究 名称 项目A、 自立项目 B、教师科研课题的子项目 √ C、其它 来源 项目A、实验研究 √ B、调查研究 C、软件制作 类型 经费A、学校资助 √ B、导师课题资助 √ C、企业资助 来源 经费额度 指导教师姓名 合作者 姓名、学院、班级 申请时间 1200元 胡春梅 指导教师职称 副教授 黄天虹 园艺学院 设施101班 丁改改 园艺学院 设施101班 李小春 农 学 院 农学102班 2012年4月12 日 完成时间 2013 年6 月 本试验主要以紫色不结球白菜“紫冠1号”为试材，分析叶片色素组项目研究 内容 摘要 分及各组分的含量，研究叶片中的可溶性糖、叶绿素和花青苷含量变化及相关关系，研究其叶色表达期叶片色素合成的动态变化。然后对相关物质合成变化以及控制花青苷合成的相关酶活性动态变化进行研究。再者测定紫色白菜内花青苷合成相关酶PAL、CHI、DFR和UFGT的活性变化以及紫色素热稳定性的初步研究。通过此次试验，以期为研究其叶色变化机理，为调控其叶色表达以及紫色白菜的品种选育和紫白菜的推广与应用提供理论基础。 1
二、立项依据 随着人们生活水平的提高, 白菜产量等经济性状已逐渐被淡化, 相反市民对白菜品质的要求日益高涨。紫色白菜中含有花色苷。花色苷对人体具有许多保健功能如清除体内自由基、抗肿瘤、抗癌、抗炎、抑制脂质过氧化和血小板凝集、预防糖尿病、减肥、保护视力等。目前，紫色白菜的性状还不是稳定遗传的，所以研究紫色白菜叶色变化机理，可以为紫色白菜优良品种选育及其推广应用提供理论基础。 不结球白菜［Brassica campestris L. ssp. pekinensis( Lour)］属十字花科芸薹属植物[1]，含有蛋白质、脂肪、多种维生素和钙、磷等矿物质以及大量粗纤维，为我国最大众化的蔬菜之一[2]。但是随着现代农业的发展，蔬菜市场日益多样化，不断出现的白菜丰产不丰收的现象，提出了发展特色白菜的要求，因此特色白菜类型的开发研制已经成为白菜发展的必由之路[3]。 近来育成的紫色白菜[4]品种引起了消费者关注，而白菜紫色由花青素类物质所致 。花色苷（anthocyanins）是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，具有C6 — C3 — C6 骨架，广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中，使其呈现由红、紫红到蓝等不同颜色[5]。紫色蔬菜不仅色泽艳丽, 而且具有较高营养价值, 如紫甘蓝每100 g 鲜菜中含胡萝卜素0.11 mg、维生素B1 0.04 mg、维生素B2 0.04 mg、维生素C 39 mg[6]。再加上它丰富的花青苷类色素使它成了天然的抗氧化剂,可以抵抗肌肤衰老和提高人体免疫力。这些抗氧化[7]成分能够保护人体免受自由基氧化的损伤，并且有助于细胞的更新。 紫色白菜紫色素属于花青苷类色素，是极性化合物，目前提取多以水或一定比例的乙醇的酸性水溶液为提取剂，采用传统浸提法提取和纯化。由于紫色素是花青素的一种，其结构国内外已经进行了许多研究。我们查到花色苷的生物合成途径，如下图1所示[8-11]。我们了解到紫色白菜紫色素的合成过程中的相关酶有这四种：PAL、CHI、DFR和UFGT。由前人研究得知：PAL[11]是苯丙氨酸解氨酶，它催化苯丙氨酸脱氨形成肉桂酸，是合成花青素也是合成其他多种化合物如类黄酮和木质素的起始酶。PAL由多基因家族编码，PAL基因的表达受自身发育和环境因素双重调控。CHI[8,11,12]是查耳酮异构酶，其催化反应的一个最重要的特点是将黄色的查耳酮转变成了无色的黄烷酮，植物体内几乎所有的类黄酮化合物都是从黄烷酮衍生而来的。CH1活性减弱或CHI基因表达降低会导致查耳酮及其衍生物不能被正常催化，类黄酮 2
生物合成途径无法继续向下进行。DFR[8，11，12]是二羟基黄酮醇还原酶，它催化二氢栎皮黄酮（DHQ）生成无色花青素，二氢堪非醇（DHK）生成无色花葵素，二氢杨梅黄酮（DHM）生成无色花翠素的关键酶。DFR是这一转变中起作用的第一个酶，失去DFR活性的突变体产生象牙色或者白色。UFGT[12]是黄酮3，5一糖苷转移酶，它可以使不稳定的花青素转变为稳定的花青素。研究这些酶的活性变化可以为研究其叶色变化机理，为调控其叶色表达以及紫色白菜的品种选育和紫白菜的推广与应用提供理论基础。
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另外，目前国内对紫色素的研究主要集中在提取方法和稳定性研究，分离鉴定研究较少[13]。国内侧重于对其影响稳定性的因素和提取色素的方法的研究，而国外主要集中花青素合成机理方面，对紫色白菜色素的研究甚少。分子水平研究色素分子结构与温度的关系不仅为如何合理食用紫甘蓝提供依据，并将为与紫色白菜色素热稳定性相关的应用提供可靠地理论基础。 参考文献： [1] 林文超，王德森，王海龙，等 大白菜花青素含量及色差指标相关性研究[J]青岛农业大学学报，2011,28:201-204 [2] 林文超，王德森，刘维德 不同环境条件对紫色大白菜花青素稳定性的影响[J] 山东农业科学 2012,44（1）：51-53 [3] [3] 张鲁刚，惠麦侠，张明科 彩色大白菜新品种“金冠2号”的选育[J] 西北农业学报，2001,16（1）：204-206 [4] [4] 李长新，张鲁刚，孙希禄，等 紫色小白菜中花青素的提取工艺优化[J] 西北农林科技大学学报，2011,39（9）：1-8 [5] [5] 杨晓玲，郭彦东 紫甘蓝色素的稳定性及抑菌性[J] 食品科学,2010,23 ：32-25 [6] [6] 张德双，张凤兰，余阳俊，等 长江蔬菜，2007.11 [7] [7] 唐传核，彭志英 天然花色苷类色素的生理活性及应用前景 食品添加剂，2000（1） [8] [8] 张龙，李卫华，姜淑梅,等 花色素苷生物合成与分子调控研究进展[J] 园艺学报，35(6)：909—916 [9] [9] 李云，赵昶灵，杨晓娜,等 花色苷分子结构与其稳定性以及呈色关系的研究进展 云南农业大学学报 2010.09（5） [10] [10] 丁锐 国外花色素苷的研究现状与进展[J] 汉中师范学院学报，2004.12(2) [11] [11] 黄鸿曼，袁利兵，彭志红，等 花青素的生物合成与环境调控进展 湖南农业科学，2011.（13）：118-120 [12] 侯夫云，王庆美，李爱贤，等[J] 植物花青素合成酶的研究进展 中国农学通报，2009,25（21）：188-190 [13] 刘玉芹，江婷，赵先恩，等 高效液相色谱一四极杆飞行时间质谱分析紫甘蓝和羽衣甘蓝中花色苷[N]. 2011.03(39) 4
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