用色差計對番茄紅素進(jìn)行快速測定的方法
番茄紅素是決定番茄外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的重要因素,是加工番茄品種改良過程中最受重視的經(jīng)濟(jì)性狀。在番茄果實成熟過程中,大量的葉綠素逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉鸭t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(guān)。色差計是根據(jù)各種類胡蘿卜素的光吸收特性而設(shè)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(jù),并被直接用來進(jìn)行QTL定位。但這些讀數(shù)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(guān)的報道。為了確定色差計在番茄優(yōu)質(zhì)育種中的應(yīng)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(jìn)行了檢驗。
色差計攜帶方便,操作簡便,具有數(shù)據(jù)貯存和保持樣品原有特性的功能,所以,被國內(nèi)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(jù)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(shù)值與番茄紅素含量的關(guān)系,認(rèn)為番茄紅素含量和a,/ab值呈極顯著的線性回歸關(guān)系,但最明顯的線性區(qū)間實際上在黃熟到紅熟期之間,紅熟到軟紅的3個點(diǎn)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(shù)值與番茄紅素含量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)完整果實的色差計讀數(shù)值與番茄紅素含量沒有明顯的相關(guān)趨勢,1L,la,lb呈隨機(jī)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(shù)值L和b與番茄紅素含量呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)趨勢,a則呈正相關(guān)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(shù)基因型的lL>u>3L,lb>2b>3b,惟獨(dú)a的次序是1a>3a>2a。果實和番茄漿的差別主要表現(xiàn)在光源和均質(zhì)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(nèi)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(shù)值偏高,穩(wěn)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(shù)值表現(xiàn)出較大的隨機(jī)誤差;與果實不同的是,果醬在樣品盒中測定時能夠排除環(huán)境中散射光的干擾,經(jīng)過粉碎攪拌后均質(zhì)性也比較好,所以讀數(shù)值的穩(wěn)定性較好,隨機(jī)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(shù)值轉(zhuǎn)換成a/b后,與番茄紅素含量的線性相關(guān)系數(shù)得到了提高,這與Aiars川等人的結(jié)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(guān)性。根據(jù)3種讀數(shù)值變化趨勢,我們設(shè)計另外2種轉(zhuǎn)換也與番茄紅素含量表現(xiàn)出明顯的線性相關(guān),其中(a3b/3十a(chǎn)/33L)與番茄紅素含量的相關(guān)系數(shù)最大。從實測值來看,3a呈隨機(jī)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(qū)別就是自由水的含量。多數(shù)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(wěn)定。所以,a3/b3和(a3/b3+a3/U)與番茄紅素含量的線性相關(guān)程度明顯地高于2a/2b和(2a/bZ十a(chǎn)Z/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(jù),把它們分成3組,結(jié)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(shù)及其轉(zhuǎn)換值與番茄紅素含量都呈顯著的線性相關(guān),特別是(a3/3b+3a/31)與番茄紅素含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)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(zhǔn)確地根據(jù)色差計的讀數(shù)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(biāo)的優(yōu)質(zhì)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(yōu)良基因型。
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