用色差計對番茄紅素進行快速測定的方法
番茄紅素是決定番茄外觀品質和營養品質的重要因素,是加工番茄品種改良過程中最受重視的經濟性狀。在番茄果實成熟過程中,大量的葉綠素逐漸轉變為番茄紅素和其他類胡蘿卜素(如胡蘿卜素、葉黃素等)。番茄紅素在類胡蘿卜素中所占的比例既與番茄果實的成熟度有關。色差計是根據各種類胡蘿卜素的光吸收特性而設計的,利用該色差計測得的L,a,b值成為許多實驗室估測番茄樣品中番茄紅素含量的依據,并被直接用來進行QTL定位。但這些讀數是否能夠靈敏地檢測不同基因型間番茄紅素含量的真實差異,迄今沒有見到相關的報道。為了確定色差計在番茄優質育種中的應用價值,本研究選擇了一批番茄紅素含量差異較大的基因型,對番茄紅素快速測定方法的有效性進行了檢驗。
色差計攜帶方便,操作簡便,具有數據貯存和保持樣品原有特性的功能,所以,被國內外的許多實驗室用來測定番茄果實和番茄醬中的番茄紅素含量。Airsa等人根據不同的成熟度把番茄分成綠熟、黃熟、橘紅、淡紅、紅、大紅、軟紅7個時期,以這7個時期的番茄果實為材料,研究了色差計的讀數值與番茄紅素含量的關系,認為番茄紅素含量和a,/ab值呈極顯著的線性回歸關系,但最明顯的線性區間實際上在黃熟到紅熟期之間,紅熟到軟紅的3個點差異并不明顯。本研究全部以完全成熟(即大紅期)的果實為材料,研究色差計的讀數值與番茄紅素含量的關系,發現完整果實的色差計讀數值與番茄紅素含量沒有明顯的相關趨勢,1L,la,lb呈隨機分布;但以含自由水的番茄漿和不含自由水的番茄醬為材料時,色差計的讀數值L和b與番茄紅素含量呈現出明顯的負相關趨勢,a則呈正相關趨勢,相對而言,L和b的分布比較集中,a值的分布離散性較大;從絕對值來看,多數基因型的lL>u>3L,lb>2b>3b,惟獨a的次序是1a>3a>2a。果實和番茄漿的差別主要表現在光源和均質性2個方面,以果實為材料時,CR-400型色差計既測定了儀器內部脈沖氨氣燈的反射光,同時也可能測定了果實周圍散射光的反射光,所以讀數值偏高,穩定性也較差,同一果實因為受光面不同,番茄紅素的分布也不同,于是讀數值表現出較大的隨機誤差;與果實不同的是,果醬在樣品盒中測定時能夠排除環境中散射光的干擾,經過粉碎攪拌后均質性也比較好,所以讀數值的穩定性較好,隨機誤差較小。由此可見,用色差計測定果實的番茄紅素含量,不能反映客觀事實,沒有參考價值。
色差計的讀數值轉換成a/b后,與番茄紅素含量的線性相關系數得到了提高,這與Aiars川等人的結果相同。但前人定義的色光值與番茄紅素含量并沒有顯著的相關性。根據3種讀數值變化趨勢,我們設計另外2種轉換也與番茄紅素含量表現出明顯的線性相關,其中(a3b/3十a/33L)與番茄紅素含量的相關系數最大。從實測值來看,3a呈隨機分布,番茄紅素含量最高的基因型,其果醬的a值并不高,但b值和L值都很低,所以,果實成熟后期,b值和L值下降得越快,意味著番茄紅素積累的越多。
果漿和離心后的果醬的區別就是自由水的含量。多數基因型的21>3L,2b>3b,但2a<3a,這種變化顯然是由自由水含量引起的,自由水越少,L和b似乎越穩定。所以,a3/b3和(a3/b3+a3/U)與番茄紅素含量的線性相關程度明顯地高于2a/2b和(2a/bZ十aZ/硯)。為了確定自由水的影響力,我們以58個樣品的自由水含量為依據,把它們分成3組,結果在自由水含量適中(17.n%一67.02%)的基因型中,它們的色差計讀數及其轉換值與番茄紅素含量都呈顯著的線性相關,特別是(a3/3b+3a/31)與番茄紅素含量的相關系數達到了0.880”。此時建立的線性回歸方程yl二7.707470+4.917062(a3兒3+a3/L3一3.539115),能夠比較準確地根據色差計的讀數值估測果實中番茄紅素的含量,這對于以提高番茄紅素含量為主要目標的優質育種具有重要意義,育種家可以通過色差計來初選高番茄紅素的優良基因型。
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