中国农业科学 ›› 2020, Vol. 53 ›› Issue (2): 346-356.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.009
游芳宁1,邓慧莉1,胡娟1,姚知灵1,武帅强1,秦艺嘉1,汤铜华2,孙云1()
收稿日期:
2019-02-28
接受日期:
2019-06-05
出版日期:
2020-01-16
发布日期:
2020-02-17
通讯作者:
孙云
作者简介:
游芳宁,E-mail:youfangning123@163.com。
基金资助:
YOU FangNing1,DENG HuiLi1,HU Juan1,YAO ZhiLing1,WU ShuaiQiang1,QIN YiJia1,TANG TongHua2,SUN Yun1()
Received:
2019-02-28
Accepted:
2019-06-05
Online:
2020-01-16
Published:
2020-02-17
Contact:
Yun SUN
摘要:
【目的】萜类化合物是乌龙茶挥发性芳香物质的重要组分,2-C-甲基-D-赤藓醇-4-磷酸途径(MEP)上游关键基因直接参与调控萜类化合物前体物质的合成。而乌龙茶香气的形成与萎凋工序密切相关,光照和温度是影响萎凋的重要因子,探讨LED光与温度在乌龙茶萎凋过程中对香气的影响,为提高乌龙茶萎凋叶香气品质提供参考。【方法】基于转录组数据,根据KEGG筛选出响应光照的MEP上游关键基因(DXS、DXR、HDS、HDR)。对一芽三叶铁观音鲜叶进行LED白光和不同温度(20℃(L20)、25℃(L25)、30℃(L30)、35℃(L35)和40℃(L40))萎凋处理,黑暗下温度(20℃(D20)、25℃(D25)、30℃(D30)、35℃(D35)和40℃(D40))萎凋处理;分别测定铁观音萎凋叶的香气组分和MEP上游关键基因的相对表达量。【结果】L30处理萎凋叶各基因表达量达到最大值,萜类基因(DXS、DXR、HDS、HDR)表达量分别为XY组(对照)的4.31、5.28、11.77、1.59倍,为D30处理的2.24、2.39、1.86和1.60倍。D30组各基因表达量为黑暗处理组最大,依次为XY组的1.92、2.21、6.34和0.99倍。L20处理萎凋叶的α-法呢烯芳樟醇氧化物(I、II)含量最高,较XY依次提高了15.05%、4.92%和15.13%;L30处理萎凋叶的橙花叔醇、芳樟醇和香叶醇含量最高,较XY组依次提高了3.71%、6.14%和15.28%;LED组铁观音萎凋叶主要香气组分含量均高于相对应的温度处理组。通过主成分分析法建立数学模型,对萎凋叶香气组分进行评估,得出L20组萎凋叶得分最高,L30组萎凋叶次之;与香气分析得出结果一致。【结论】铁观音萎凋叶基因表达量与香气含量的变化趋势不存在同步性;L30处理萎凋叶基因表达量、主要萜类香气物质含量和主成分分析得分均较高,这与铁观音生产上的萎凋温度相一致。萎凋温度过高(40℃)不利于萎凋叶萜类关键基因的表达和萜类化合物的形成。
游芳宁,邓慧莉,胡娟,姚知灵,武帅强,秦艺嘉,汤铜华,孙云. 不同温度LED光萎凋对铁观音MEP上游关键基因和香气的影响[J]. 中国农业科学, 2020, 53(2): 346-356.
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表1
不同温度LED光萎凋条件下铁观音的处理方法"
处理名称 Treatment name | 样品处理方法 Sample processing method |
---|---|
XY | 铁观音鲜叶 Fresh leaves |
L20 | LED白光+20℃条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of LED white light and 20℃ |
L25 | LED白光+25℃条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of LED white light and 25℃ |
L30 | LED白光+30℃条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of LED white light and 30℃ |
L35 | LED白光+35℃条件下萎凋60 min withered 60 min at condition of LED white light and 35℃ |
L40 | LED白光+40℃条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of LED white light and 40℃ |
D20 | 20℃无光条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of dark and 20℃ |
D25 | 25℃无光条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of dark and 25℃ |
D30 | 30℃无光条件下萎凋60 min Withered 60 min at condition of dark and 30℃ |
D35 | 35℃无光条件下萎凋60 min withered 60min at condition of dark and 35℃ |
D40 | 40℃无光条件下萎凋60 min withered 60 min at condition of dark and 40℃ |
表2
引物序列"
引物名称 Primer name | 序列 Sequence (5'→3') | 用途 Function |
---|---|---|
DXS-qF | GGATGGTGGGTGGTTCAG | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
DXS-qR | ATGAGAACAGGTCCAGGTGC | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
DXR-qF | CGGGATAAACTACCTTGACATT | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
DXR-qR | TTCCTCGCCCACAAGTCAT | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
HDS-qF | AACCCTCTCTTTCTCTCTCTCG | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
HDS-qR | TCTGTTGTGGTCATCGTTTG | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
HDR-qF | GTGTTGAGAGGGCAGTCCA | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
HDR-qR | AGCAGGCAGAACCACGACA | 实时荧光定量PCR qRT-PCR |
GDPDH-qF | TTTGGTGAGAAAGCAGTAG | 内参基因Reference gene |
GDPDH-qR | TGGGCAGCAGCCTTATCCT | 内参基因Reference gene |
表3
不同温度LED光照处理铁观音萎凋叶主要香气组分的相对含量"
香气组分 Volatile compounds | 处理 Treatment | 处理 Treatment | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
XY | D20 | D25 | D30 | D35 | D40 | XY | L20 | L25 | L30 | L35 | L40 | |
芳醇氧化物II Linalool oxide II (X1) | 0.06 | 7.93 | 10.00 | 10.20 | 9.09 | 8.64 | 0.06 | 15.19 | 11.14 | 13.44 | 8.95 | 9.68 |
α-法呢烯 α-Farnesene (X2) | 0.08 | 7.15 | 4.83 | 6.24 | 6.69 | 3.54 | 0.08 | 15.13 | 5.14 | 8.56 | 6.99 | 4.18 |
香叶醇 Geraniol (X3) | 2.38 | 11.51 | 11.10 | 16.50 | 10.42 | 9.70 | 2.38 | 16.34 | 11.58 | 17.66 | 13.08 | 12.37 |
乙酸叶醇酯 3-Hexen-1-ol,acetate,(Z) (X4) | 2.32 | 12.58 | 8.15 | 14.44 | 5.79 | 4.76 | 2.32 | 15.18 | 10.28 | 13.57 | 12.51 | 10.41 |
芳樟醇 Linalool (X5) | 4.32 | 8.88 | 8.29 | 9.83 | 8.84 | 7.88 | 4.32 | 9.45 | 9.33 | 10.46 | 9.01 | 8.60 |
芳醇氧化物I Linalool oxide I (X6) | 2.33 | 4.32 | 5.33 | 4.51 | 4.96 | 4.91 | 2.33 | 7.25 | 6.99 | 6.43 | 5.63 | 5.39 |
顺式-己酸-3-己烯酯 Hexanoic acid,3-hexenyl ester,(Z) (X7) | 0.12 | 3.11 | 2.33 | 3.13 | 4.28 | 3.78 | 0.12 | 7.05 | 2.33 | 3.13 | 4.17 | 3.05 |
苯乙醇 Phenylethyl Alcohol (X8) | 0.48 | 0.92 | 2.56 | 2.24 | 1.45 | 2.29 | 0.48 | 3.57 | 2.60 | 3.15 | 1.62 | 1.87 |
橙花叔醇 Nerolidol (X9) | 0.33 | 2.53 | 2.93 | 3.56 | 3.36 | 2.40 | 0.33 | 3.54 | 3.40 | 4.04 | 3.51 | 2.96 |
脱氢芳樟醇 1,5,7-Octatrien-3-ol,3,7-dimethyl (X10) | 0.95 | 3.39 | 2.89 | 2.79 | 3.69 | 2.29 | 0.95 | 3.49 | 3.92 | 4.11 | 3.82 | 1.40 |
吲哚 Indole (X11) | 1.20 | 1.76 | 2.37 | 2.13 | 3.23 | 2.36 | 1.20 | 3.12 | 3.02 | 3.39 | 3.50 | 2.59 |
叶醇 3-Hexen-1-ol (X12) | 0.87 | 1.09 | 1.01 | 0.80 | 2.17 | 2.01 | 0.87 | 2.99 | 2.05 | 2.04 | 3.97 | 3.47 |
水杨酸甲酯 Methyl salicylate (X13) | 0.14 | 1.86 | 1.99 | 2.54 | 2.66 | 2.81 | 0.14 | 2.36 | 2.81 | 3.01 | 3.42 | 3.83 |
丁酸-3-己烯酯 Butanoic acid,3-hexenyl ester,(E) (X14) | 0.05 | 0.80 | 1.40 | 0.91 | 2.38 | 2.22 | 0.05 | 1.69 | 1.15 | 1.66 | 2.12 | 2.35 |
香叶基丙酮 5,9-Undecadien-2-one,6,10-dimethyl-,(E) (X15) | 0.66 | 1.20 | 0.96 | 0.77 | 0.67 | 1.18 | 0.66 | 1.33 | 0.99 | 0.81 | 0.70 | 0.68 |
2-庚醇 2-Heptanol (X16) | 0.08 | 1.31 | 2.63 | 1.45 | 1.40 | 1.87 | 0.08 | 1.08 | 2.12 | 1.23 | 1.29 | 1.24 |
己酸己酯 Hexanoic acid,hexyl ester (X17) | 0.15 | 0.36 | 0.30 | 0.51 | 0.39 | 0.25 | 0.15 | 0.92 | 0.21 | 0.26 | 0.31 | 0.15 |
顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯 cis-3-Hexenyl, cis-3-hexenoate (X18) | 0.19 | 0.45 | 0.35 | 0.37 | 0.44 | 0.44 | 0.19 | 0.85 | 0.30 | 0.36 | 0.47 | 0.41 |
2-甲基丁酸顺-3-己烯酯cis-3-Hexenyl-2-methylbutyrate (X19) | 0.28 | 0.47 | 0.23 | 0.33 | 0.36 | 0.18 | 0.28 | 0.64 | 0.24 | 0.30 | 0.35 | 0.15 |
苯甲醇 Benzyl alcohol (X20) | 1.33 | 1.00 | 0.52 | 0.71 | 0.55 | 0.53 | 1.33 | 0.63 | 0.67 | 0.47 | 0.54 | 0.61 |
1,2-苯二甲酸双(2-甲基丙基)酯 1,2-Benzenedicarboxylic acid, bis (2-methylpropyl) ester (X21) | 0.87 | 0.29 | 0.45 | 0.39 | 0.29 | 0.43 | 0.87 | 0.58 | 0.26 | 0.27 | 0.26 | 0.16 |
十四烷 Tetradecane (X22) | 0.17 | 0.38 | 0.35 | 0.29 | 0.24 | 0.30 | 0.17 | 0.47 | 0.24 | 0.19 | 0.20 | 0.31 |
反式2-己烯基己酸 Hexanoic acid,2-hexenyl ester,(E) (X23) | 0.17 | 0.17 | 0.15 | 0.26 | 0.22 | 0.15 | 0.17 | 0.43 | 0.11 | 0.15 | 0.17 | 0.10 |
2-硝基乙基苯 Benzene,(2-nitroethyl) (X24) | 0.04 | 0.31 | 0.35 | 0.42 | 0.47 | 0.27 | 0.04 | 0.43 | 0.38 | 0.47 | 0.44 | 0.34 |
2,2,3,3-四甲基丁烷 2,2,3,3-tetramethyl butane (X25) | 0.28 | 0.42 | 0.23 | 0.38 | 0.19 | 0.36 | 0.28 | 0.22 | 0.05 | 0.01 | 0.17 | 0.02 |
表5
主成分对应的载荷矩阵"
主成分 Principal component | X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | X9 | X10 | X11 | X12 | X13 | X14 | X15 | X16 | X17 | X18 | X19 | X20 | X21 | X22 | X23 | X24 | X25 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
F1 | 0.96 | 0.85 | 0.89 | 0.76 | 0.90 | 0.89 | 0.84 | 0.78 | 0.93 | 0.73 | 0.83 | 0.54 | 0.73 | 0.61 | 0.35 | 0.41 | 0.60 | 0.72 | 0.41 | -0.80 | -0.58 | 0.43 | 0.42 | 0.91 | -0.34 |
F2 | 0.01 | 0.47 | 0.00 | 0.18 | -0.17 | -0.12 | 0.37 | 0.05 | -0.25 | -0.06 | -0.37 | -0.29 | -0.57 | -0.44 | 0.60 | -0.34 | 0.76 | 0.57 | 0.81 | 0.44 | 0.63 | 0.63 | 0.82 | -0.21 | 0.62 |
F3 | 0.16 | -0.11 | 0.17 | 0.13 | 0.26 | 0.05 | -0.28 | 0.21 | 0.13 | 0.20 | -0.29 | -0.69 | -0.13 | -0.36 | 0.38 | 0.67 | -0.08 | -0.29 | -0.18 | -0.07 | -0.13 | 0.23 | -0.22 | 0.04 | 0.32 |
F4 | 0.02 | -0.13 | -0.26 | -0.41 | -0.22 | 0.07 | 0.22 | 0.12 | -0.19 | -0.36 | -0.07 | 0.20 | 0.16 | 0.47 | 0.42 | 0.40 | -0.03 | 0.26 | -0.28 | -0.27 | 0.03 | 0.45 | -0.07 | -0.21 | 0.14 |
F5 | -0.16 | -0.05 | 0.07 | 0.15 | 0.16 | -0.35 | 0.14 | -0.51 | 0.07 | -0.01 | -0.16 | 0.04 | 0.23 | 0.19 | -0.09 | -0.03 | -0.01 | 0.07 | 0.09 | 0.04 | -0.42 | 0.14 | -0.07 | 0.15 | 0.51 |
表6
香气质量综合评价结果"
处理 Treatment | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F | 排序Ranking |
---|---|---|---|---|---|---|---|
L20 | 92.18 | 8.57 | 5.16 | -11.13 | -0.98 | 48.85 | 1 |
L30 | 81.68 | 1.06 | 7.69 | -11.91 | -0.33 | 42.02 | 2 |
D30 | 69.21 | 2.70 | 8.30 | -11.75 | 1.42 | 36.10 | 3 |
L35 | 69.82 | 0.06 | 3.48 | -8.99 | 1.28 | 35.64 | 4 |
L25 | 65.62 | -0.91 | 6.98 | -8.16 | -1.06 | 33.51 | 5 |
L40 | 61.44 | -1.91 | 3.70 | -6.54 | 0.87 | 31.07 | 6 |
D20 | 58.48 | 4.04 | 6.32 | -9.82 | 1.57 | 30.85 | 7 |
D35 | 59.71 | -0.07 | 3.41 | -5.74 | 0.22 | 30.58 | 8 |
D25 | 57.31 | 0.17 | 7.13 | -6.42 | -0.88 | 29.60 | 9 |
D40 | 51.69 | -0.94 | 4.10 | -3.31 | -0.37 | 26.46 | 10 |
对照 XY | 12.17 | 0.94 | 1.34 | -2.51 | -0.13 | 6.39 | 11 |
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