提高番茄中番茄紅素含量

1、提高番茄中番茄紅素含量摘 要：西紅柿中主要的營養(yǎng)就是維生素，其中，最重要、含量最多的就是胡蘿卜素中的一種番茄紅素。近來番茄紅素健康作用的研究有了很多新的突破，番茄紅素具有獨特的抗氧化能力，能清除人體內(nèi)導致衰老和疾病的自由基；預(yù)防心血管疾病的發(fā)生；阻止前列腺的癌變進程，并有效地減少胰腺癌、直腸癌、喉癌、口腔癌、乳腺癌等癌癥的發(fā)病危險。本文綜述番茄中番茄紅素的提高辦法。關(guān)鍵詞：番茄；番茄紅素；葡萄糖、谷氨酸鈉和乙烯利對番茄果實中番茄紅素合成量的影響；水肥供應(yīng)對番茄中番茄紅素含量的影響 ；LYC-b基因反義表達對番茄果實番茄紅素含量的影響。Improve the lycopene content i

2、n tomatoesAbstract: tomatoes are main nutritional vitamins. Among them, the most important and the most abundant is one of the carotenoids, lycopene.The recent study of effects of lycopene health has a lot of new breakthroughs, lycopene has a unique antioxidant capacity, can lead to aging and diseas

3、e free radicals in the human body;The prevention of cardiovascular disease;Prevent prostate cancers of the process, and effectively reduce pancreatic cancer, rectal cancer, laryngeal cancer, the risk of oral cancer, breast cancer and other cancers.This paper reviews the improvement of lycopene in to

4、mato.Key words: tomatoes,Lycopene.Glucose, sodium glutamate and ethephon on the influence of the amount of lycopene in tomato fruits synthesis;Supply water to the influence of the lycopene content in tomatoes;Government - b antisense gene influence on the content of lycopene from the fruit of the to

5、mato. 13設(shè)施本2013104108鮑炳杰目錄一、番茄介紹11.1番茄植物學簡介11.2目前番茄栽培品種11.3番茄紅素2二、番茄紅素提高方法22.1水肥供應(yīng)對番茄中番茄紅素含量的影響22.2葡萄糖、谷氨酸鈉和乙烯利對番茄果實中番茄紅素合成量的影響32.3 LYC-b基因反義表達對番茄果實番茄紅素含量的影響3參考文獻4一、番茄介紹1.1番茄植物學簡介 番茄（茄科茄屬植物）番茄（學名：Lycopersicon esculentum Mill.），是茄科番茄屬一年生或多年生草本植物，體高0.6-2米，全體生粘質(zhì)腺毛，有強烈氣味，莖易倒伏，葉羽狀復葉或羽狀深裂，花序總梗長2-5厘米，

6、常3-7朵花，花萼輻狀，花冠輻狀，漿果扁球狀或近球狀，肉質(zhì)而多汁液，種子黃色，花果期夏秋季。番茄原產(chǎn)南美洲，中國南北方廣泛栽培。番茄的果實營養(yǎng)豐富，具特殊風味?？梢陨场⒅笫?、加工番茄醬、汁或整果罐藏。中文學名番茄拉丁學名Lycopersicon esculentum Mill.別 稱蕃柿、西紅柿、洋柿子界植物界門被子植物門綱雙子葉植物綱亞 綱合瓣花亞綱目管狀花目科茄科屬蕃茄屬種番茄分布區(qū)域原產(chǎn)南美洲，全世界廣泛栽培命名者及年代Mill.,17681.2目前番茄栽培品種 目前栽培的番茄，屬普通番茄。有5個變種：栽培番茄，多數(shù)栽培品種均屬此變種；櫻桃番茄，果實圓球形，果徑約2厘米，2室，紅、橙或

7、黃色；大葉番茄，葉緣光滑，形似薯葉；梨形番茄，果實梨形，紅色或橙黃色；直立番茄，莖直立，果實扁圓球形。栽培番茄的品種有三大系統(tǒng)：意大利系統(tǒng)：果實卵形或橢圓形。適于干燥地區(qū)作無支架栽培和加工用。代表品種有羅城一號和羅馬；英國系統(tǒng)：果型小，深紅色，低溫短日照條件下結(jié)實性強。代表品種有創(chuàng)財和最佳；美國系統(tǒng)：果實中型至大型，適應(yīng)性強。中國栽培的番茄品種來自北美或歐洲，經(jīng)過多年的栽培和選育，已有一批適于中國氣候和栽培要求的品種。1.3番茄紅素 番茄紅素是一種紅色的、脂溶性的類胡蘿卜素，廣泛存在于各種蔬菜水果中。流行病學研究、組織培養(yǎng)及動物實驗的結(jié)果均表明其具有很強的抗氧化活性，能顯著地降低心血管、癌癥等

8、疾病的發(fā)病率，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、保健食品、食品添加劑、化妝品等行業(yè)。番茄紅素含量的測定是評價各種番茄制品以及番茄紅素為主要成分的保健品和藥品質(zhì)量的重要指標，也是深入研究番茄紅素在人體組織和器官中的活性作用機理和代謝機制的前提。番茄紅素具有很強的抗氧化能力，可以清除危害人體的自由基。自由基是一種帶多余電子的氧分子或氧原子，好比人體中破壞力和殺傷力極強的寄生蟲，它們以侵蝕支持人體健康的細胞、蛋白質(zhì)為生，有時還攻擊人體各部分功能控制中心(如免疫調(diào)節(jié)中心、血糖控制中心、癌癥抑制中心等)，并通過血液在體內(nèi)四處流竄，成為人體極其可怕的健康殺手。通過清除自由基，番茄紅素能防止癌癥和一些慢性疾病的作用。二、番

9、茄紅素提高方法2.1水肥供應(yīng)對番茄中番茄紅素含量的影響 溫室蔬菜生產(chǎn)主要依靠肥水的大量投入來提高產(chǎn)量，不僅造成水資源和肥料的浪費, 還導致蔬菜發(fā)病率高，品質(zhì)下降，土壤硝酸鹽淋失，微量元素缺乏及環(huán)境污染（陳修斌 等，2006）。同時，少施或不施有機肥、偏施氮肥、重施磷肥、少施或不施鉀肥的現(xiàn)象也比較普遍，這種長期高氮、富磷、少鉀的營養(yǎng)狀況，導致養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)，已成為限制當前蔬菜品質(zhì)提高的主要因素之一。 番茄紅素是衡量番茄品質(zhì)優(yōu)劣的一項重要指標（丁桂英 等，2008）。前人研究發(fā)現(xiàn)，番茄果實中番茄紅素含量除了受品種遺傳特性的影響外，還受水肥等環(huán)境因子的影響（葉興乾，1992；Thomas，1995；王

10、華新和秦勇，2004；吳正龍，2005）。在番茄生長過程中，如果氮、磷不足，則會導致番茄紅素含量減少；在果實膨大盛期水分缺乏會使果皮呈網(wǎng)狀，果肉硬化，果實著色不良（孟凡娟和王富，2001）。番茄果色與果實中鉀的含量顯著相關(guān)（Trudel & Ozbun，1971），增施鉀肥可以提高產(chǎn)量，減少果實著色障礙（Hartz et al.，1999；高新昊 等，2005）。王柏柯等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，尿素和鉀肥對提高番茄紅素有很大作用，而采前停止?jié)菜畷r期的長短對番茄紅素無任何影響。目前，關(guān)于水、肥對番茄紅素含量影響的研究主要集中在水分或肥料單因子上，同時涉及水分、氮、磷、鉀和有機肥多因子的研究

11、較少。本研究中以番茄為試驗材料，采用五元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，研究水分、氮、磷、鉀以及有機肥供應(yīng)與番茄紅素含量間的關(guān)系，探索番茄紅素的多因子調(diào)控模式，以期為番茄優(yōu)質(zhì)高效栽培提供理論依據(jù)。 在其他因素為中間水平時，磷肥、水分以及有機肥用量對番茄紅素含量的影響呈開口向下的拋物線型，氮和鉀肥用量的影響呈開口向上的拋物線型。前人的研究表明，適度缺水對西瓜和番茄中番茄紅素的累積有幫助（Leskovar et al.，2002；唐政 等，2010），然而，采前停止?jié)菜畷r期的長短對番茄中番茄紅素無影響（王柏柯 等，2008）。增加氮素供應(yīng)可以提高辣椒、番茄中的番茄紅素含量（Flores et al.，200

12、4；段金輝，2010），但也有研究指出，不同供氮水平之間番茄中的番茄紅素含量無顯著差異（Gautier et al.，2009）。有報道認為，如果磷不足則番茄中番茄紅素含量減少（孟凡娟和王富，2001），然而磷肥對番茄紅素含量的影響也會出現(xiàn)負效應(yīng)（段金輝，2010）。多數(shù)研究認為，鉀素對番茄紅素合成有促進作用（任彥 等，2006；何楠 等，2008；段金輝，2010），但也有報道指出，鉀肥供應(yīng)對番茄紅素含量沒有影響（Flores et al.，2004）。有研究表明，雞糞的施用較之三葉草覆蓋可以增加番茄中的番茄紅素含量（Toor et al.，2006），但適度減少有機肥用量也可以增加番茄紅素

13、含量（唐政 等，2010）。目前關(guān)于水分、氮、磷、鉀養(yǎng)分及有機肥用量對番茄中番茄紅素影響方面的研究較少，而且尚無一致性結(jié)論（Dumas et al.，2003），這可能與各個研究者所控制的水肥用量、供試土壤肥力和采用的作物品種等不同有關(guān)，有待進一步深入研究。 目前關(guān)于灌水量及氮、磷、鉀肥用量雙因素對蔬菜品質(zhì)的影響已有一些研究（段金輝，2010；唐政 等，2010），但尚無明確分析其交互作用的報道。本研究中表明，氮、鉀肥用量對番茄紅素含量的影響表現(xiàn)為負交互作用，這可能與二者對氮代謝和番茄紅素生物合成的影響有關(guān)。鉀素既可以通過提高氮素代謝相關(guān)酶活性，促進氨基酸向蛋白質(zhì)合成場所的運輸?shù)?，促進植物體內(nèi)

14、的氮素代謝（張恩平 等，2005），也可能直接作用于類胡羅卜素合成中的某個基因或酶，或通過電子傳遞鏈參與八氫番茄紅素脫氫過程，從而參與番茄紅素的生物合成（Bae et al.，1999；Barr et al.，2004）。這兩類生理過程本身的作用，決定了鉀首先是對植物體結(jié)構(gòu)物質(zhì)蛋白質(zhì)、氨基酸等氮素化合物的代謝產(chǎn)生影響，其次才是對產(chǎn)品品質(zhì)番茄紅素合成積累發(fā)生影響，從而導致當供氮量增大時，鉀素在促進氮素代謝的同時，可能對番茄紅素的積累產(chǎn)生抑制作用。其機理有待進一步研究。 2.2葡萄糖、谷氨酸鈉和乙烯利對番茄果實中番茄紅素合成量的影響 (1)適當濃度的乙烯利處理不僅可提高番茄紅素的前體物質(zhì)合成量,還

15、可抑制番茄紅素下游物質(zhì)的合成,說明乙烯利的處理兼有提高前體物質(zhì)合成和減少下游物質(zhì)轉(zhuǎn)化的雙重作用。適當濃度的谷氨酸鈉溶液處理可提高果實中番茄紅素的含量,說明谷氨酸鈉不僅對光合細菌中番茄紅素的合成有影響,對番茄果實中番茄紅素生物合成也有影響,且以抑制下游物質(zhì)的合成為主要作用。葡萄糖處理可提高番茄紅素合成的前體物質(zhì)八氫番茄紅素的含量,進一步促進了番茄紅素的合成。 (2)適當濃度的葡萄糖、谷氨酸鈉和乙烯利溶液處理可促進各發(fā)育時期番茄果實中番茄紅素的合成量,以堅熟果為材料,由正交實驗得到的3種物質(zhì)的混合液的最佳濃度配比為:葡萄糖3.0%、谷氨酸鈉3.0%、乙烯利1.0%,最佳配比的混合液處理堅熟果后番茄

16、紅素含量測定的OD值與未處理的比值為1.996/0.685=2.91,即番茄紅素的含量提高了191%。 (3)通過對茶新菇液體發(fā)酵培養(yǎng)基組分及組分配方優(yōu)化進行研究,得出最優(yōu)碳源為蔗糖、最優(yōu)氮源為蛋白胨、最優(yōu)無機鹽為KH2PO4;搖瓶發(fā)酵的最優(yōu)組分配方為蔗糖3%、蛋白胨1.0%、KH2PO40.10%。在培養(yǎng)條件為25、轉(zhuǎn)速150 r/min、接種量5%、培養(yǎng)時間4 d的情況下,茶新菇菌絲體生物量最高。2.3 LYC-b基因反義表達對番茄果實番茄紅素含量的影響 以番茄品種"TTI1117A"和"靈光3號"為材料,構(gòu)建了分別由CaMV35S啟動子驅(qū)動的GUS標記基因和反義LYC-b5基因雙價植物表達載體,通過農(nóng)桿菌GV3101介導,將基因整合到番茄基因組中,采用GUS、PCR以及RT-PCR、Northern雜交進行檢測,并測定了轉(zhuǎn)基因植株果實中的番茄紅素含量。由GUS、PCR檢測結(jié)果可知,篩選出1株"TTI1117A"和4株"靈光3號"轉(zhuǎn)基因植株;RT-PCR、Northern雜交檢測結(jié)果表明,目的基因在RNA水平上已經(jīng)表達;對番茄果實中番茄紅素含量的測定結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因植株果實中番茄紅素含量均高于未轉(zhuǎn)基因植株。LYC-b