南瓜种质资源遗传多样性与多糖多样性的研究

摘要

南瓜是十分重要的瓜类蔬菜作物，因其栽培简单，产量高，易于贮运，而且营养丰富，深受人们的喜爱。本研究以本实验室近年来收集的70份南瓜资源为研究对象，从形态性状与分子水平上分析了这些资源的遗传多样性，有利于对这些种质资源的收集、保存、鉴定、创新和有效利用。同时以功能型南瓜品种的选育为最终目的，首次对不同品种南瓜种质资源从提取、分离纯化、生物活性的研究等多方面展开对南瓜重要的生物活性物质--多糖的探讨性研究，以探明高活性南瓜多糖的资源条件，为保健品质育种材料的选择、选配以及功能性南瓜的选育提供一定的理论依据。实验内容主要如下： 1.对70份南瓜种质45个植物学性状进行鉴定和分析，平均变异系数为32.16％，平均多样性信息指数为1.25。基于形态数据的聚类分析，70份南瓜种质被分为三大类群--中国南瓜、美洲南瓜、印度南瓜。主成分分析表明，前三个主成分的累计方差贡献率为67.31％，利用形态性状对南瓜分类时，首先应考虑的是种子、瓜梗和花的特征，其次是根据植株的生长习性分类，然后是根据瓜的形状进行分类。 2.从100个引物中筛选出21个随机引物，对70份南瓜种质进行了RAPD分析，共扩增出168条带，其中156条表现多态性，占总数的92.9％。平均每个引物产生7.43条多态带。基于RAPD标记的聚类分析，将70份南瓜种质划分为了三大类。同时在三大类群内，又将种质进行了细分，第一类分为了三组，第二类分为了六组，第三类分为了五组，其结果与地域来源和形态特征有一定的相关性。主坐标分析与系统聚类分析结果基本一致。 3.对植物学性状和RAPD两种标记问的相似系数矩阵的相关性进行Mantel检验，得出形态标记与分子标记的相关系数为 0.6306；将植物学性状和RAPD标记的聚类结果，按CONSEN程序中进行作图，获得两种聚类结果的一致树图。表明形态标记与分子标记聚类结果存在着一定程度的一致性，也存在差异，应结合使用。 4.研究了南瓜多糖的热水提取工艺和微波辅助提取工艺，对其工艺参数进行了优化，得出水提法提取南瓜多糖的过程中，料液比是影响多糖提取率的最关键因素，南瓜多糖提取的最佳工艺条件是以1：40的料液比，在70℃水浴条件下，提取3次，每次提4h。而在微波提取工艺中，影响多糖提取率各因素的主次关系为：微波强度>微波时间>料液比，微波提取法最适工艺条件为：微波强度60％，微波时间20min，料液比1：30。通过体外抗氧化实验证明，不同方法提取的南瓜多糖均具有一定的抗氧化活性，微波工艺对南瓜多糖的体外抗氧化活性在超氧阴离子自由基(O<,2><'->)清除能力上有微弱的下降趋势。微波工艺在南瓜多糖提取上的有一定的应用前景。 5.研究了南瓜多糖体外清除自由基以及抗氧化的作用。结果表明南瓜多糖可以清除·OH、O<,2><'->，抑制·OH 所致丙二醛的产生，减少·OH 所致红细胞溶血，减轻·OH所致肝线粒体肿胀程度。 6.本文首次对56个不同品种南瓜多糖的提取率、含量，多糖中中性糖、糖醛酸含量及其体外抗氧化活性进行了分析，不同南瓜品种的多糖的各个指标含量的变幅和变异系数较大，表明南瓜多糖特性和生物活性存在品种的多样性。主成分分析将56份南瓜种质按多糖含糖量和清除自由基能力的强弱分为了四组，第四组的三份种质46 (02-4)、38 (H34)、5 (H13-3)多糖含量及多糖清除自由基的能力均较强，在保健品质育种上比较有应用价值。 7.采用DEAE-52纤维素柱层析和Sephadex G-200凝胶柱层析相结合的方法对两个品种南瓜多糖进行分级，获得六个精制多糖组分ZPP1a，ZPP2，ZPP3和YPP1，YPP2，YPP3a。紫外光谱分析表明六个多糖不含有核酸和蛋白质等杂质，是均一多糖。对六个多糖的基本特性和理化性质进行了研究，并用红外光谱对其结构进行了初步表征。表明中国南瓜02-4和印度南瓜 H34提取的多糖各级分在基本特性、生物活性及结构上存在着差异。综合评价各个指标表明中国南瓜02-4优于印度南瓜H34,因而具有更好的开发利用前景。

目录

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摘要

第一章文献综述

1.1植物遗传多样性研究进展

1.1.1遗传多样性的概念

1.1.2遗传多样性的研究方法

1.1.3遗传多样性研究的意义

1.2植物多糖的研究进展

1.2.1植物多糖的提取、分离和纯化

1.2.2植物多糖的结构表征

1.2.3植物多糖的生物活性

1.3南瓜遗传多样性及多糖研究进展

1.3.1南瓜研究概况

1.3.2南瓜遗传多样性及种间亲缘关系的研究现状

1.3.3南瓜多糖的研究现状

1.4本研究的目的和内容

1.4.1研究目的

1.4.2研究内容

第二章南瓜种质资源遗传多样性的鉴定与分类研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1材料

2.2.2实验方法

2.3结果与分析

2.3.1植物学性状多样性鉴定与分类的研究

2.3.2营养品质性状多样性的鉴定

2.3.3种质遗传多样性的RAPD鉴定与分类研究

2.3.4南瓜种间遗传多样性的比较

2.3.5形态标记和分子标记之间的相关性比较

2.4讨论与小结

第三章南瓜水溶性多糖提取工艺的优化及抗氧化活性的研究

3.1前言

3.2材料和方法

3.2.1实验材料与仪器

3.2.2南瓜多糖的测定方法

3.2.3南瓜粉的制备

3.2.4南瓜多糖提取流程

3.2.5南瓜粗多糖纯化方法的选择

3.2.6南瓜多糖体外抗氧化性研究

3.2.7数据处理

3.3结果与分析

3.3.1热水提取与微波提取的单因素实验结果

3.3.2热水提取正交试验结果与讨论

3.3.3微波提取工艺的正交试验结果与讨论

3.3.4两种提取方法的比较

3.3.5不同方法提取的南瓜粗多糖体外抗氧化活性实验结果

3.3.6脱蛋白方法的探讨

3.3.7南瓜多糖体外抗氧化性的研究

3.4讨论与小结

3.4.1南瓜多糖的提取工艺

3.4.2南瓜粗多糖脱蛋白工艺的探讨

3.4.3南瓜多糖抗氧化性的测定

第四章南瓜品种间多糖的多样性分析

4.1前言

4.2材料与方法

4.2.1材料

4.2.2方法

4.3结果与分析

4.3.1不同品种南瓜多糖提取率的差异

4.3.2不同品种南瓜多糖中性糖、糖醛酸含量的差异

4.3.3不同品种南瓜多糖体外抗氧化能力的比较

4.3.4不同品种南瓜多糖组成特征与体外抗氧化活性指标的主成分分析

4.4小结

第五章不同品种南瓜多糖分级、结构鉴定及抗氧化活性的研究

5.1前言

5.2材料与方法

5.2.1试验材料、仪器和试剂

5.2.2方法

5.3结果与分析

5.3.1不同品种南瓜多糖的分离与纯化

5.3.2不同品种南瓜多糖的组成分析

5.3.3不同品种南瓜多糖的基本理化性质分析

5.3.4不同品种南瓜多糖的光谱学特性

5.4讨论与小结

第六章综合讨论与结论

6.1综合讨论

6.1.1南瓜种质资源遗传多样性的鉴定与分类研究

6.1.2南瓜多糖的提取、分离纯化与生物活性的研究

6.1.3不同南瓜品种多糖性质的研究

6.2主要结论

参考文献

附录

致谢