详情

1-MCP处理对百香果糖酸代谢及基因表达特性影响研究

申报人:邓星绿 申报日期:2024-05-30

基本情况

2024年批次
1-MCP处理对百香果糖酸代谢及基因表达特性影响研究 学生申报
创新训练项目
工学
生物工程类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
百香果(Passiflora edulis Sims)学名西番莲,其风味独特,甜度和口感与糖、酸组分的种类和构成比例有很大关系。本研究拟以采摘后的百香果为原料,综合评价1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对百香果可溶性糖如蔗糖、果糖、葡萄糖的含量、有机酸如柠檬酸、乙酸、草酸的含量以及其糖酸比的动态变化,进一步考察了百香果采后糖、酸代谢相关酶类活性的动态变化及其基因表达特性。

参加2023年大创项目《益生菌发酵水牛奶产ACE抑制肽的分离纯化及活性评价》,已顺利结题。

1. 国家自然科学基金,31760472,甲硫氨酸亚砜还原酶(Msr)在荔枝采后衰老褐变中的作用机制研究,2018/01-2021/1238万元,在研,主持

2. 广西自然科学基金,2016GXNSFAA380088,高压处理对花生蛋白的酶解特性及产生活性肽的影响机理,2016/09-2019/085万元,已结题,主持 

3. 广西高校中青年教师基础能力提升项目,KY2016YB197,微生物发酵米酒糟产γ-氨基丁酸的的机理研究,2016/06-2018/052.5万元,已结题,主持

指导团队成员完成研究方案的制定、项目内容的实施、提供实验条件和研究经费资助。

校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
邓星绿 化学与生物工程学院 生物工程 2022 糖酸代谢相关酶活性检测
吴恕诚 化学与生物工程学院 生物工程 2022 有机酸含量检测
吕巧悦 化学与生物工程学院 生物工程 2022 可溶性糖含量检测
曹佳宁 化学与生物工程学院 生物工程 2022 相关酶基因表达分析

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
董新红 化学与生物工程学院

立项依据

虽然国内百香果产量和种植面积快速增长,但品种混乱和种植面积快速扩张的导致的产品良莠不齐仍较为严重,百香果的酸甜口感被果肉中可溶性糖、酸的组成、含量及其比例影响,其变化使果实的风味千差万别,通过对百香果果实糖、酸组分及相关指标的测定和分析研究,可以提升百香果的商品价值。

本研究以百香果为实验材料,研究果实中糖及有机酸代谢对1-MCP处理的响应,通过考察1-MCP处理采后百香果保鲜效果及风味变化的调控的影响,以期从酶活性的动态变化及基因表达水平揭示1-MCP调控百香果糖酸比的生理机制,为百香果食用品质及商品价值提升提供理论依据。

本项目以采后百香果为原料,采用1-MCP处理,通过对处理后的百香果中可溶性糖、酸含量测定,测定其动态变化,计算其糖酸比的动态变化,再测定糖酸代谢相关酶的酶活性动态变化,进而对此1-MCP处理后的百香果进行基因表达特性影响评价。实验内容如下:

1.百香果贮藏过程中可溶性糖和有机酸的含量分析

1)不同可溶性糖提取及含量测定

2)不同有机酸提取及含量测定

2. 百香果贮藏过程中糖酸比变化分析

分别测定百香果贮藏过程中总糖和总酸含量变化计算糖酸比

总糖含量:根据葡萄糖标准曲线计算。

总酸含量:采用酸碱滴定法。

糖酸比=总糖/总酸

3. 糖酸代谢相关酶活性的测定

1AI(酸性转化酶)和NI(中性转化酶)的提取及活性测定

2SS(蔗糖合成酶)和 SPS(蔗糖磷酸合成酶)的提取及活性测定

3)柠檬酸代谢相关酶的提取方法及活性测定

4.糖酸代谢相关代谢酶的基因表达分析

利用PCR技术研究可溶性糖、酸代谢相关酶的基因表达,以荧光信号积累实时监测每次PCR循环后产物总量,进而对百香果代谢酶基因进行定量分析。

百香果广泛分布于热带和亚热带地区,我国以广西发展最快,而且百香果营养丰富,具有很好的发展前景和开发潜力。有机酸、糖是决定百香果味道和风味的关键成分,大研究表明糖代谢相关酶对果实中糖的代谢和积累具有重要影响。

1-MCP能够影响植物的成熟和衰老进程。1-MCP处理可以有效地延长果实的贮藏期,并改善其贮藏品质。目前,关于1-MCP处理对百香果糖酸代谢影响的研究已经取得了一些进展。1-MCP处理通过调控果实的糖酸代谢相关酶活性和基因表达,从而影响其糖酸含量和比例,进而改善果实的口感和风味。1-MCP处理可以抑制百香果中乙烯的生成和作用,从而延缓其成熟和衰老过程。同时,1-MCP处理还可以调控百香果中糖代谢相关酶(如蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶等)和酸代谢相关酶(如柠檬酸合成酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶等)的活性,进而影响其糖酸含量和比例。

创新点:目前国内多是对百香果副产品的风味的研究,并未有直接对百香果果实糖、酸特性及其与风味关系的研究本项目以百香果为材料综合评价1-MCP处理百香果可溶性糖、有机酸酸动态变化相关代谢酶的酶活性及基因表达特性的影响,目前尚没有相关研究报道。

项目特色:采用 1-MCP处理对百香果进行采后保鲜处理,增加了产品安全性,降低生产成本,为进一步开发色香味俱全的百香果品种和百香果二次加工利用提供理论基础,有助于提升广西特色产品竞争优势。

技术路线:

summernote-img

拟解决的问题:

1.明确1-MCP处理对百香果中可溶性糖含量、有机酸含量以及糖酸比的含量变化的影响机理。

2.从分子水平上分析1-MCP处理后百香果中糖酸代谢相关酶基因表达的特性。

预期成果:

综合评价1-MCP处理对百香果采后糖酸代谢相关酶类的活性的动态变化及其基因表达特性影响,指导百香果采后保鲜及风味调控。

2024.6-2024.7:熟悉课题,查阅资料,制定详细的研究计划

2024.7-2024.8:准备试剂、实验条件,开展预试验

2024.8-2025.1:完成1-MCP处理后的百香果中糖酸物质的含量动态测定

2025.1-2025.3:完成1-MCP处理后的百香果中糖酸物质代谢酶活性动态测定

2025.3-2025.4:整理实验数据,分析实验结果,撰写结题报告

指导老师及其团队在百香果研究方面有一定经验,在保鲜和果皮抗皱等领域获得了一定研究成果。

百香果资源丰富且运输距离短,指导老师所在的生物工程专业相关实验室有高速离心机,相色谱仪超声波清洗仪等仪器,基本可满足项目顺利实施。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 10000.00 4700.00 5300.00
1. 业务费 8500.00 3700.00 4800.00
(1)计算、分析、测试费 2000.00 制样和相关糖、酸及其代谢酶活性测定 1000.00 1000.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 3000.00 项目负责人参加国内学术会议1次 2000.00 1000.00
(4)文献检索费 1000.00 前期资料收集及后期论文撰写查阅资料 700.00 300.00
(5)论文出版费 2500.00 发表国内核心期刊一篇 0.00 2500.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 1500.00 原材料及离心管、封口袋、滤纸等易耗品购买 1000.00 500.00
结束