番茄红素是一种很重要的类胡萝卜素,关系到柑桔果实的色泽及保健功能。红肉脐橙是积累番茄红素的脐橙突变体,我国虽有引种但适应性并不理想。因而利用生物技术手段将我国现有优良品种改造成积累番茄红素的新品种具有更重要的意义,阐明红肉脐橙果实积累番茄红素的分子机制则可为这一目标的实现奠定有力基础。红肉脐橙果实积累番茄红素这一现象已为人所熟知,但积累番茄红素的机理及其突变的分子基础则缺乏研究。本研究拟通过比较红
红肉脐橙果肉积累高含量的番茄红素,与番茄果实具有类似性。在番茄上,番茄红素的积累是由于番茄红素β和ε环化酶基因表达减弱所致。为探讨红肉脐橙果肉积累番茄红素的机制及其与番茄果实的异同,开展了本研究。建立了基于C30柱的类胡萝卜素分析的HPLC-PDA体系,对4种积累番茄红素的品种(红肉脐橙、星路比葡萄柚、路比红葡萄柚、处州早红柚)和3种普通柑桔品种(朋娜脐橙、马叙白葡萄柚、玉环文旦柚)成熟果实类胡萝卜素组成差异进行了比较,发现突变体除积累番茄红素,还积累大量八氢番茄红素,β-胡萝卜素也有不同程度的积累,且果肉类胡萝卜素总含量上升6.9至近800倍不等。同时,研究表明普通脐橙和红肉脐橙成熟果实中叶黄质和α-胡萝卜素均低于检测限。对柑桔番茄红素β环化酶基因编码区和上游启动子序列以及表达丰度进行了分析,没发现实质差异。基于上述结果,本研究率先提出红肉脐橙的突变机理与番茄红素β和ε环化酶基因无关,而可能与增强了幼果果肉类胡萝卜素合成能力有关。由于不同突变体积累类胡萝卜素的模式存在较大差异,这暗示它们可能具有不同的突变机制。分离了柑桔DXS、DXR和PSY基因并对表达丰度进行了初步分析。