2020年甜樱桃研究进展
1、基因标记辅助育种(Marker Assisted Breeding)
最近出版的庞大而复杂的甜樱桃基因组研究(Shirasawa等人,2017年)将有助于识别候选基因、信号传导和代谢途径,这些可能对水果质量有作用(Carrasco等人,2013年)。甜樱桃基因连锁图谱的构建有助于与质量性状相关的数量性状位点(qtl)的识别和特征化(Olmstead等人,2008年;Guajardo等人,2015年)。已确定了果实重量和硬度(Campoy et al.,2015)、果实大小(Zhang et al.,2010;Franceschi et al.,2013;Rosyara et al.,2013)、果皮和果肉颜色(Sooriyapathirana et al.,2010)和果实抗裂性(Balbontín et al.,2013)的qtl。大约133个基因被认为与水果的质地、颜色、风味和抗寒性有关(Ogundivin等人,2009)。此外,在甜樱桃中,还建立了与表皮发育(从开花到成熟)和应激反应相关的外果皮特异性转录本(Alkio等人,2014)。在核果育种项目中,标记辅助选择(MAS)是一种重要的生物技术工具,尽管由于与果实质量相关性状的多基因性,目前其使用受到限制(Salazar等人,2014)。通过测序进行基因分型(GBS)可生成更为饱和的遗传图谱,从而有助于识别(更)准确的QTL和发现单核苷酸多态性(SNP)(Guajardo等人,2015年;Salazar等人,2017年),重点是寻找甜樱桃品质的QTL,而不是寻找影响健康水平的QTL促进化合物。DNA信息与CRISPR相关蛋白9(Cas9)系统(CRISPR/Cas9)一起,作为有规则间隔的短回文重复序列
(CRISPR)的聚类,在了解遗传变异、遗传、基因组组织和表型表现等方面具有重要意义,有助于蔷薇科新品种的开发作物育种(和平,2017年)。尽管CRISPR/Cas9基因编辑技术尚未在樱桃中应用,但它已被有效地用于赋予柑橘溃疡病抗性(Peng等人,2017),调节番茄中乙烯合成(成熟抑制基因)(Ito等人,2015),以及有效地敲除L-idonate脱氢酶基因(IdnDH),参与葡萄酒石酸途径(Ren等人,2016)。 2、樱桃成熟生理研究:
樱桃成熟过程中的颜色变化主要是由于花青素含量增加,特别是花青素-3-O-芸香苷和花青素-3-O-葡萄糖苷(Mozeti?et al.,2004;Gon?alves et al.,2007;Serrano et al.,2009)。为了阐明脱落酸(ABA)和乙烯(Ren et al.,2011)在樱桃果实成熟过程中的作用,进行了樱桃果实成熟过程中的转录组学研究。PacNCED1转录诱导ABA合成并在樱桃成熟过程中积累,在甜樱桃果实成熟的调控中起关键作用(Ren et al.,2011;lo et al.,2014)。外源ABA可能通过调节PacACO1表达(1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶)刺激乙烯的产生,这表明乙烯是由樱桃(Ren et al.,2011)合成的,促进花青素的生物合成(Luo et al.,2014)。
樱桃软化是由于过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、果胶甲基酯酶(PME)、聚半乳糖醛酸酶(PG)和β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性增加所致。在5天的贮藏期内,这些酶的水平增加
了约2至2.5倍,造成细胞壁成分的损伤和随后的软化(Remón等人,2003年)。
Zoratti等人综述了光对酚类化合物(主要是黄酮类化合物)生物合成的积极作用。(2014年)。已经对补充紫外线处理以提高甜樱桃皮中花青素水平的效果进行了广泛的研究(荒川,1993;Kataoka等人,1996)。 3、酚类化合物与保健
甜樱桃酚类化合物具有高抗氧化活性(Gon?alves等人,2004a;Serrano等人,2005;Kelebek和Selli,2011;Serra等人,2011)。这些化合物包括黄酮类化合物、黄酮-3-醇、黄酮醇和非黄酮类化合物,如羟基肉桂酸和羟基苯甲酸(Macheix等人,1990年;Gao和Mazza,1995年;Gon?alves等人,2004a)。酚类化合物集中在果皮中,与多酚类化合物和花青素一起在成熟过程中增加,使樱桃皮从绿色变为红色(Mozeti?et al.,2004;Gon?阿尔维斯et al.,2007)。樱桃最丰富的酚类化合物是花青素(Mozeti?et al.,2002;Gon?alves et al.,2004a;Usenik et al.,2008),例如花青素-3-O-芸香苷和花青素-3-O-葡萄糖苷、牡丹素-3-O-芸香苷和葡萄糖苷,以及天竺葵素-3-O-芸香苷(Gon?alves et al.,2007)。花青素具有促进健康的特性。例如,花青素-3-O-芸香苷减缓碳水化合物的吸收,这可能有助于预防或治疗糖尿病(Adisakwattana等人,2011年),花青素-3-O-葡萄糖苷通过降低血脂水平显示出心脏保护作用(Xia等人,2005年)。食用樱桃可能对健康有益,如抑制肿
瘤生长(Kang等人,2003;Serra等人,2011)、抑制炎症(Seeram等人,2001;Jacob等人,2003)和预防神经退行性疾病(Kim等人,2005)。
4、MAP和食用涂料用可生物降解薄膜
为了延长甜樱桃的货架期,成功研发了气调包装(MAP)和气调(CA)贮藏。长期储存的最佳CO2和O2水平已确定为O2的2-10%和CO2的5-20%。较低的O2水平可能导致挥发性芳香化合物的减少和异味的形成(Meheriuk等人,1995年;Remón等人,2000年;Kader,2002年),而高于30%的CO2水平与果皮的棕色变色有关(Kader,1997年)。高O2水平(70%O2+0%CO2)可以抑制乙醇的产生,但也会导致抗坏血酸含量的快速下降,并且经常由于高O2损伤而导致褐变(Tian等人,2004)。超大气O2包装(100kpa O2)在4℃和70%RH条件下放置10天,可延缓樱桃的呼吸速率,抑制乙烯生成,抑制PPO和POD活性,保持贮藏前4天的硬度、可溶性蛋白和SSC。MAP和CA在5%O2和10%CO2条件下贮藏,降低了PPO和POD活性,防止了果肉褐变,减少了果实腐烂,促进了硬度保持。
使用可生物降解膜对MAP进行保存的技术已经出现(Giacalone和Chiabrando,2013;Koutsimanis等人,2014a,b)。可生物降解薄膜具有减少的环境留迹(Almenar等人,2012年)和延迟颜色变化、软化和酸度损失(Giacalone和Chiabrando,2013年)。微孔聚乳酸(PLA)膜与大孔袋相比,抑制了甜樱桃真菌生长,保持了糖度、色
泽、硬度、SSC,降低了果实失重。储存在聚乳酸包装中的樱桃具有更好的外观、质地、风味和整体可接受性(Koutsimanis等人,2014a)。
可食性涂膜是一种很有前途的樱桃保鲜技术(Dhall,2013)。食用水果涂膜也可以作为改良气调包装的代用品。生物活性化合物如抗氧化剂、抗菌剂、益生菌、香料和营养物质,可通过扩散、延长保质期和提高营养质量从涂层转移到水果皮上(Quirós-Sauceda等人,2014)。食用涂层可降低呼吸和蒸腾速率,减少硬度损失,并限制衰退(Velickova等人,2013年)。将刺槐豆胶、虫胶、聚山梨酯80、甘油和蜂蜡涂层涂在“Burlat”樱桃上,可降低重量损失、减少擦伤、减少表面凹痕和降低果肉硬度损失,从而延长保质期(Rojas Argudo等人,2005)。壳聚糖是一种能诱导真菌防御相关酶并提高酚类化合物水平的抗菌化合物(Liu等人,2007)。壳聚糖包衣甜樱桃水分损失较低,颜色变化延迟,总酚、黄酮和花青素含量较高(Petriccione等人,2014年)。Misir等人。(2014)综述了芦荟凝胶作为新鲜水果食用涂层的应用,以提高甜樱桃等水果的采后寿命和质量属性。芦荟凝胶减轻了体重,降低了呼吸速率,延迟了颜色变化,软化,与对照果实相比,樱桃果实中的TA损失(Martínez Romero等人,2006年)。
(本文编译自Sofia Correia1等4位专家公开发表的论文,略有改动,原文参考文献80篇)