黃褐籽甘藍型油菜種子成分比較研究.pdf

1、邵彥林：黃褐籽j‘藍型油菜種子成分比較研究摘要甘藍型油菜(BrassicanapusL)是一種重要的油料作物，種子中含有大量的抗營養(yǎng)物質(zhì)，如多酚、木質(zhì)素、纖維素、芥子油苷和植酸。這些抗營養(yǎng)物質(zhì)的存在影響了菜籽油的品質(zhì)，同時降低了菜籽餅粕的營養(yǎng)價值。相比于褐籽油菜，黃籽油菜具有許多優(yōu)點，如較低的多酚、木質(zhì)素和纖維素含量，較高的蛋白質(zhì)含量和含油量。因此選育高品質(zhì)的黃籽油菜，研究其形成的分子機理對油菜育種至關(guān)重要。本實驗室通過細胞工程方法將蕓

2、薹屬外的黃籽種質(zhì)引入褐籽甘藍型油菜，形成了新的黃籽甘藍型油菜株系。通過對黃、褐籽甘藍型油菜種子代謝組學(xué)的分析，可以為以后研究黃籽性狀形成的分子機理奠定基礎(chǔ)。為了分析黃、褐籽甘藍型油菜種子代謝產(chǎn)物差異，我們結(jié)合當前最新儀器分析技術(shù)，進行了油菜種子品質(zhì)分析。首先我們進行了油菜種子多酚物質(zhì)萃取條件的研究，通過不同萃取溶劑，不同萃取溫度和不同萃取方法的研究，確定了80％丙酮水溶液在室溫條件下超聲裂解萃取為多酚萃取條件；其次我們使用高效液相色譜質(zhì)

3、譜聯(lián)用分析技術(shù)，結(jié)合多酚物質(zhì)紫外吸收特性，多級質(zhì)譜裂解信息，高分辨質(zhì)譜信息和多酚堿性水解后物質(zhì)變化的信息對甘藍型油菜種子多酚物質(zhì)進行了分析，總共發(fā)現(xiàn)了91種類黃酮和羥基苯丙烯酸衍生物，確定了78種，其中55種為甘藍型油菜中首次報道，24種為蕓薹屬植物中首次報道；我們通過組織化學(xué)染色分析，化學(xué)分析法分析和高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析，對黃、褐籽甘藍型油菜種子發(fā)育過程中多酚物質(zhì)含量差異進行了比較分析，發(fā)現(xiàn)油菜籽中存在的多酚物質(zhì)主要分為三類，即黃

4、酮醇類、羥基苯丙烯酸類和原花色素類(包括單體表兒茶素)，含量最多的是羥基苯丙烯酸類物質(zhì)，其在黃、褐籽中的含量差異不明顯；原花色素類物質(zhì)含量次之，其在黃、褐籽中的含量差異很大；黃酮醇類的含量最少，但其在黃、褐籽中的含量差異明顯。發(fā)現(xiàn)不同種皮顏色的種子其多酚物質(zhì)含量差異巨大，某些單一多酚物質(zhì)含量差異可達十倍以上(例如表兒茶素)；使用氣象色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析技術(shù)，我們分析了黃、褐籽甘藍型油菜種子發(fā)育過程中脂肪酸含量的差異，發(fā)現(xiàn)油菜籽脂肪酸含量隨著

5、種子的發(fā)育逐漸積累，在開花五周后含量突然下降，在發(fā)育末期又逐漸增加。同時發(fā)現(xiàn)黃籽油菜種子各種脂肪酸含量普遍高于褐籽。最后，我們使用紅外光譜分析技術(shù)和核磁共振波普分析技術(shù)，研究了甘藍型油菜不同株系及親本種子和種皮脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素和纖維素含量的差異，發(fā)現(xiàn)黃籽株系各種成分的含量介于親本褐籽甘藍型油菜和白芥之間。通過對黃、褐籽甘藍型油菜種子多酚、脂肪酸、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素和纖維素等成分的分析，我們確定細胞工程方法選育的黃籽甘藍型油菜株系具

6、有高蛋白，高含油量和低邵彥林：黃褐籽甘藍型油菜種子成分比較研究AbstractIIIIlllllqlllllLIIIIILIIIILILIIIIIIIqlllllllllY2632996Rapeseed(BrassicanapusL)isallimportantoilcropintheworldAntinutrientsareabundantinseedsofBrassicanapus，mainlyincludingpolyphenol

7、ics，lignin，fiberglucosinolates，andphyticacidTheexistenceoftheseanti—nutrientsgreatlyaffectsthequalityofrapeseedoilaswellasthenutritionalvalueofrapeseedmealComparingwithblackseededrapeseedcultivars，yellow—seededrapeseedha

8、sseveraladvantages，includinglowerpolyphenols，ligninandfibercontents，higherproteinandoilcontentsThus，developmentofrapeseedwithyellowseedcharacteraswellasthedissectionofyellowseededrelatedmolecularmechanism，issignificantto

9、rapeseedbreedingInthisresearch，weusedtheyellowseedlinesselectedfromsomatichybridsofBnapusandSinapisalbaasplantmaterial，whichwerethefirstreportedyellowseedintrogressionlinesfromrelatedgenusofBrassicaHere，themetabolitesofs

10、eedwereanalyzedtolookintothemolecularmechanismofyellowseedphenotypeTocomparethesecondarymetabolitesinyellow—andblackseededrapeseeds，weappliedthemostdevelopedfacilitiestoanalyzethequalityofdifferentBnapuslinesFirstlywetri

11、edtofigureoutthebestextractionmethodsforpolypenols，andfound80％acetonecombiningultrasonicdecompositioninroomtemperatureresultsthehighestextractionefficiencySecondarycrudephenoliccompoundsextractedfromrapeseedweresubjected

12、tocolumnchromatographyalkalinehydrolysis，andHPLCPDA—ESI()／MS一／HRMSanalysisAtotalof91flavonoidsandhydroxycinnamicacidderivativesweredetected，including39kaempferolderivatives，11isorhamnetinderivatives，5quercetinderivatives

13、，6flavanolsanditsoligomers，and30hydroxycinnamicacidderivativesAtotalof78ofthesechemicalswereidentifiedtentativelyofwhich55werefirstreportedinBnapusand24werefirstdetectedinBrassicaThirdlyaccordingtothehistochemicalstudies

14、，chemicalanalysisandHPLC—PDA—ESI()／MS”／HRMSanalysis，wedividedpolyphenolsinrapeseedintothreecategories，flavonols，hydroxycinnamicacidsandproanthocyanidins(includingmonochargedoligomersofepicatechin)Andhydroxycinnamicacidsw

15、erethemostabundantpolyphenolsinrapeseeds，thecontentofwhichweresimilarinyellow—andblackseededrapeseedsHoweveLaccumulationofproanthocyanidinsandflavonolsinyellowseededrapeseedswasquitedifferenttoblackseededrapeseedsWealsoo

16、bservedsignificantdifferencesofpolyphenolcontentsindifferentcoloredrapeseeds，andsomeofthesediscrepanciesmightbemorethantentimes(suchasepicatechin)Wealsoappliedgaschromatographymassspectrometrytoanalysefattyacidsindevelop