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厌氧富集白茶中gaba及其代谢途径的研究【字数:7638】

2024-02-25 17:29编辑: www.jxszl.com景先生毕设
γ-氨基丁酸(GABA)作为植物应对逆境胁迫的代谢产物之一,在受到多种逆境胁迫时含量有显著提高。文献报道提高GABA含量可增强茶叶的保健功能,而厌氧富集相较于其他方法不仅操作简单、成本低且效果明显。本研究采用真空胁迫处理探究厌氧富集GABA的效果,并从生理与分子层面探讨真空厌氧处理对GABA合成代谢途径的影响。将茶鲜叶分别真空处理0 h、3 h、6 h、9 h,测定白茶中GABA、谷氨酸及相关茶叶品质成分含量,分析GABA支路中相关酶调控基因的表达情况。试验结果表明,采用真空厌氧处理可有效富集GABA,处理9 h效果最好,与对照相比GABA含量增加约142%。但主要品质成分茶多酚含量显著下降,游离氨基酸总量显著提高。同时GABA支路的相关基因相对表达量均有显著改变,谷氨酸脱氢酶(GDH)基因的相对表达量呈显著上升趋势;谷氨酸脱羧酶(GAD)基因表达趋势不一,GAD1表达先上调后下调,GAD2总体表现出表达上调,GAD3表达则先下调后上调;γ-氨基丁酸转氨酶(GABA-T)基因相对表达量呈现出先下降后上升的趋势。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言(或绪论)1
1 材料与方法3
1.1 材料 3
1.1.1 试验材料 3
1.1.2 试验试剂 3
1.1.3试验仪器 3
1.2 方法 3
1.2.1 厌氧富集及制样3
1.2.2 测定GABA和Glu含量3
1.2.3 主要品质成分含量测定3
1.2.3.1 茶多酚含量测定3
1.2.3.2 游离氨基酸总量测定3
1.2.3.3 水浸出物含量测定4
1.2.3.4 其他品质成分含量测定4
1.2.4 RNA提取及反转录4
1.2.5 qRTPCR分析4
1.2.6 RNA提取及反转录4
1.3 数据分析4
2 结果与分析5
2.1 含量测定结果及分析5
2.1.1 GABA及谷氨酸含量变化5
2.1.2 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072
主要品质成分含量及分析5
2.2 qRTPCR结果与分析6
3 讨论 7
3.1 GABA厌氧富集效果及对茶叶品质的影响7
3.2 GABA合成代谢途径7
4 结论 8
致谢8
参考文献8
厌氧富集白茶中GABA及其代谢途径的研究
引言
γ氨基丁酸(GABA)是一种以自由态普遍存在于生物中的四碳非蛋白质氨基酸,在脊椎动物中,GABA是中枢神经系统中重要的抑制性神经递质,具有诸如降血压、镇静神经、缓解焦虑及增强脑功能等作用[1]。1949年Steward首次在土豆块茎中发现γ氨基丁酸[2],随后的研究则发现作物组织中GABA含量水平显著高于其他非蛋白质氨基酸[34]。且GABA作为植物应对逆境胁迫的代谢产物之一,在受到多种逆境(低氧、低温及高盐等)胁迫时含量水平均有显著提高。目前,GABA的富集技术和关于GABA在植物逆境胁迫下的代谢途径是研究的热点之一。而茶作为一种广为推广的健康饮品,也是开发为高GABA食品的理想对象。
目前常用的GABA 富集方法主要有低氧胁迫、低温胁迫、高盐渗透胁迫、微生物发酵法以及超声波、高温热激、酸性刺激等方法。低温胁迫常需与其他方法联用[13],而高盐渗透处理起来较为繁琐,超声波等胁迫方法成本较高;相较之下,低氧胁迫具有成本低、操作简单、效果明显等优势。1987年,日本Tsushida首次发现经充氮厌氧处理后的茶鲜叶积累了大量的GABA,且用此鲜叶制成的γ氨基丁酸茶具有明显的降血压功效[5]。但厌氧处理可能会影响成茶品质,处理时间过长会影响成茶外形、色泽等,而厌氧/好气交替处理易出现红梗红叶,温度过高则会使叶底变黄,品质成分含量降低;使用浸泡法进行厌氧胁迫则容易产生水闷味[22,23]。
选择厌氧处理,对处理方法、处理时间以及温度都需要合理选择,避免降低成品茶品质。白茶加工工艺简单,仅涉及萎凋、晒干或低温烘干,既不杀青破坏酶的活性,也不揉捻促进内含成分氧化,最大程度的保留了茶叶中的茶多酚、游离氨基酸等各种有益成分。白茶品质特点鲜明,香气清鲜、滋味鲜醇,具有抗氧化、降血压等保健功效[67],且白茶近些年越来越受欢迎,市场份额增加。因此探究厌氧处理富集GABA的效果,可用于指导γ氨基丁酸白茶的生产,增强白茶的保健功能,提高其市场竞争力。
高等植物通过三羧酸循环的一个分支代谢积累GABA的途径叫做GABA旁路或GABA支路。GABA支路是高等植物代谢积累GABA的主要途径,如图1所示,该支路以谷氨酸(Glu)作为底物,谷氨酸经谷氨酸脱羧酶(GAD,EC 4.1.1.15)催化生成GABA[8],随后GABA被γ氨基丁酸转氨酶(GABAT, EC 2.6.1.19)催化转化为琥珀酸半醛(Succinic semialdehyde, SSA),琥珀酸半醛在线粒体中被琥珀酸半醛脱氢酶(SSADH, EC 1.2.1.24)氧化生成琥珀酸(Succinic acid,SSC),琥珀酸随后便进入到三羧酸循环中[8]。谷氨酸是GABA的合成前体物质,其含量对GABA的合成有很大影响,所以谷氨酸的合成与代谢也是本次试验需要探究的。厌氧富集GABA的主要目的是为了增强茶叶的保健功能,但要尽量避免造成茶叶品质成分的含量下降,影响茶叶品质,同时探究真空厌氧处理对GABA合成代谢途径的影响。
综上所述,为探究厌氧处理富集GABA的效果及其对茶叶品质的影响,本研究拟采用真空处理富集GABA,探究GABA合成代谢途径变化;根据GABA富集效果及茶叶理化品质,选择适宜的真空富集处理。
图1 GABA 支路
Glu, 谷氨酸; GABA,γ氨基丁酸; GAD, 谷氨酸脱羧酶; GABAT, γ氨基丁酸转氨酶; GDH, 谷氨酸脱氢酶
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验材料 选择品种为‘龙井43’的茶鲜叶作为试验材料,采摘地点为南京市中山陵一留用试验茶园,2018年4月28日及5月21日,芽叶生长至一芽二叶和三叶时,进行釆摘,采摘标准为一芽一叶至一芽二叶。
1.1.2 试验试剂 主要试剂:GABA、Glu标准品(源叶,上海)、PrimeScript™ RT reagent Kit with gDNA Eraser (Perfect Real Time) 试剂盒、 EASYspinPlus多糖多酚/复杂植物RNA快速提取试剂盒(艾德莱,北京)、SYBR®Premix Ex TaqTM Ⅱ、Taq DNA聚合酶、RNase Free DNaseІ、MMLV反转录酶、RNA酶抑制剂购自TaKaRa公司。

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