楊海健 周心智 王武 楊蕾 洪林 彭芳芳 張?jiān)瀑F

摘要：【目的】探明光質(zhì)在血橙果皮花色苷合成中的調(diào)控作用，為精確解答生產(chǎn)中血橙果面花色苷著色規(guī)律和研發(fā)血橙提質(zhì)增效方法提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā繉ρ裙麑?shí)進(jìn)行遮光處理，采用可見光（390～780 nm）、紫外+可見光（300～780 nm）、長波紫外線（365 nm）和中波紫外線（311 nm）在果實(shí)轉(zhuǎn)色期間照射，以不作照射的遮光果實(shí)為對照，動(dòng)態(tài)測定各處理血橙果皮中總花色苷和可溶性糖含量，使用實(shí)時(shí)熒光定量PCR測定果皮中7個(gè)花色苷合成相關(guān)基因的動(dòng)態(tài)表達(dá)情況?！窘Y(jié)果】血橙轉(zhuǎn)色期間，遮光條件下經(jīng)對照、可見光和長波紫外線照射的果實(shí)，其果面均無花色苷著色;紫外+可見光和中波紫外線照射果實(shí)，其果面在照射46 d時(shí)均呈現(xiàn)花色苷著色，果皮花色苷含量分別為1.78和1.75 mg/kg，照射61 d時(shí)，果皮花色苷含量分別為8.78和6.15 mg/kg。試驗(yàn)期間，對照和各補(bǔ)光處理的血橙果皮中果糖和葡萄糖含量持續(xù)累積，尤其在紫外+可見光、長波紫外線和中波紫外線光質(zhì)照射下，果皮果糖和葡萄糖含量明顯高于可見光處理。轉(zhuǎn)色期間，血橙果皮中7個(gè)花色苷合成相關(guān)基因（4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST和Ruby）在不同補(bǔ)光條件下的表達(dá)量均呈增長趨勢，尤其在紫外+可見光和中波紫外線照射果實(shí)中，上述7個(gè)基因在各采樣期的表達(dá)均明顯高于同期其他處理，補(bǔ)光61 d時(shí)果皮中7個(gè)基因的表達(dá)量分別比同期其余處理至少高2.42和2.76倍、26.46和23.91倍、46.68和44.24倍、10.94和9.70倍、2.09和2.09倍、42.84和36.28倍、5.58和4.99倍?！窘Y(jié)論】中波紫外線是誘導(dǎo)血橙果皮花色苷合成的真正光質(zhì)，血橙轉(zhuǎn)色過程中，其激發(fā)果皮中花色苷合成相關(guān)基因的大量表達(dá)，促進(jìn)果糖、葡萄糖的快速積累，最終促成花色苷在果皮中的快速合成。

關(guān)鍵詞： 光質(zhì);花色苷;血橙;果皮;中波紫外線（UVB）

中圖分類號(hào)： S666.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2022）04-1102-10

Regulatory function of light quality on anthocyanin

synthesis in blood orange peel

YANG Hai-jian， ZHOU Xin-zhi， WANG Wu， YANG Lei， HONG Lin，

PENG Fang-fang， ZHANG Yun-gui*

（Chongqing Academy of Agricultural Sciences/Jiangjin Citrus Experiment Station，Chongqing? 401329， China）

Abstract：【Objective】To explore the role of light quality in the regulation of anthocyanin biosynthesis in blood orangepeel， so as to provide scientific basis for uncovering the coloring regularity of anthocyanin in blood orange peel and developing the method of improving the blood orange fruit quality and production efficiency. 【Method】Blood orange was treated with shading treatment. Visible light（VL， 390-780 nm）， partial UV and visible light（UV+VL，300-780 nm）， long-wave ultraviolet（UVA，365 nm）and medium wave ultraviolet（UVB，311 nm） were used to irradiate the fruit during color-changing period. The fruits shaded without light irradiating treatment were used as the control group. The content of total anthocyanin and soluble sugar in blood orange peel of different treatment groups were determined dynamically， and the dynamic expressions of 7 genes related to anthocyanin synthesis were detected by real-time fluorescence quantitative PCR （qRT-PCR）. 【Result】In the color-changing period， the shaded blood orange peel， the control and the groups irradia-ted by VL or UVA did not showed purplish-red colorof anthocyanin under shading condition.After 46 days irradiation with UV+VL and UVB supplementary light， the fruit peel of two experimental groups showed the color of anthocyanin， and the contents of anthocyanin in the peel were 1.78 and 1.75 mg/kg， respectively. After 61 days irradiation， the contents of anthocyanin in peel were increased to 8.78 and 6.15 mg/kg， respectively. During the experiment， the fructose and glucose contents in the peel of blood orange were continuously accumulated， especially under the irradiation of UV+VL， UVA and UVB. The fructose and glucose contents of these three treatment groups were obviously higher than those of other treatment groups. The expressions of 7 genes（4CL，CHS，DFR，ANS，UFGT，GST and Ruby） involved in anthocyanin biosynthesis showed an increasing trend in all the treatment groups. Under UV+VL and UVB irradiation treatments， the expressions of these 7 genes in the peel were significantly higher than those of other treatment groups at each sampling stage. After 61 days of UV+VL and UVB supplementary irradiation， the expression of 4CL， CHS， DFR， ANS， UFGT， GST and Ruby in the peel were at least 2.42 and 2.76 times， 26.46 and 23.91 times， 46.68 and 44.24 times， 10.94 and 9.70 times， 2.09 and 2.09 times， 42.84 and 36.28 times， 5.58 and 4.99 times higher than other treatment groups， respectively. 【Conclusion】UVB is the light that can induce anthocyanin synthesis in blood orange peel. UVB enhances the expression of most genesrelated toanthocyanin biosynthetic， promotes the rapid accumulation of fructose and glucose， and finally induces the biosynthesis and accumulation of anthocyanins in the peel during blood orange ripening.

Key words： light quality; anthocyanin; blood orange; peel; medium wave ultraviolet（UVB）

Foundation items： National Modern Citrus Industry Technology System Construction Project （SARS-27）; Chong-qing Natural Science Foundation General Project（cstc2019jcyj-msxmX0476）;Chongqing Scienterprise Union Germplasm Resources Collection and Utilizationand Variety Test Project （cqnyncw-kqlhtxm）;Chongqing Basic Scientific Research Project （NKY-2021AC004）

0 引言

【研究意義】血橙（Citrus sinensis L. Osbeck）是現(xiàn)有甜橙品種中唯一含有花色苷的類型（陳嘉景等，2016），其成熟果實(shí)的果皮和果肉因含有花色苷而呈紫紅色。果實(shí)外觀著色是評價(jià)其商品價(jià)值的重要指標(biāo)（Cebadera-Miranda et al.，2019），血橙果面花色苷含量的多少很大程度上代表著其外觀品質(zhì)的優(yōu)劣。生產(chǎn)上一直存在血橙果面無花色苷著色或著色淺、不均勻的問題。因此，研究光質(zhì)在血橙果皮花色苷合成中所起的調(diào)控作用，對提升血橙外觀品質(zhì)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】花色苷屬黃酮類化合物，是植物中重要的次生代謝物（Duan et al.，2019），其作為具有調(diào)理人體健康作用的功能性物質(zhì)被重點(diǎn)研究（Overall et al.，2017;Qin et al.，2018），并作為食品添加劑被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。植物花色苷的積累和分配受遺傳和環(huán)境條件的共同調(diào)節(jié)，而光是影響果實(shí)花色苷合成積累的首要環(huán)境因素（王華等，2015;張彥杰，2015;單建偉等，2019;Zhang et al.，2019）。楊海健等（2019）研究認(rèn)為，血橙成熟時(shí)，果皮和果肉均合成花色苷，但光照只對果皮中的花色苷合成積累起到明顯的調(diào)控作用，與果肉中花色苷的合成無直接聯(lián)系。光照對花色苷合成的影響在不同植物間的表現(xiàn)差別較大，其中，光質(zhì)發(fā)揮著重要作用，不同光質(zhì)對花色苷的影響因植物種類而異，甚至對不同基因型的同一植物的花色苷合成影響也不盡相同（孟霖，2015）。前人已將植物花色苷的代謝途徑研究得較清晰，PAL（苯丙氨酸裂解酶）、C4H（肉桂酸羥化酶）、4CL（香豆酞CoA連接酶）、CHS（查爾酮合成酶）、CHI（查爾酮異構(gòu)酶）、F3H（黃烷酮-3-羥化酶）、DFR（二氫黃酮醇-4-還原酶）、ANS（花青素合成酶）、UFGT（類黃酮糖苷轉(zhuǎn)移酶）、GST（谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶） 等是植物花色苷合成通路中的關(guān)鍵酶，合成這些關(guān)鍵酶的基因組成了合成花色苷的主要結(jié)構(gòu)基因（魏海蓉，2015;Butelli et al.，2017），轉(zhuǎn)錄因子Ruby和MYBF1是血橙花色苷合成途徑中的重要調(diào)節(jié)基因（Huang et al.，2018，2019）。目前關(guān)于血橙花色苷的研究主要集中在采后加工領(lǐng)域（Carmona et al.，2017）和基因調(diào)控方面（Butelli et al.，2017;Huang et al.，2019），較少報(bào)道外界環(huán)境因子與血橙果面著色的關(guān)系。已有相關(guān)研究證實(shí)光照能調(diào)控血橙果皮花色苷合成積累（楊海健等，2019），在此基礎(chǔ)上，有必要進(jìn)一步探究光質(zhì)在其中發(fā)揮的調(diào)控作用?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，血橙花色苷合成受環(huán)境因子的調(diào)控研究較少，尤其是光質(zhì)對血橙果面花色苷的合成調(diào)控未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以進(jìn)入轉(zhuǎn)色期的血橙果實(shí)為研究對象，通過遮光，并采用不同光質(zhì)的光源照射，動(dòng)態(tài)監(jiān)測果皮花色苷、可溶性糖含量變化及與花色苷合成相關(guān)性較高的基因表達(dá)變化，探明光質(zhì)對血橙果面花色苷積累的調(diào)控作用，為豐富、完善光對血橙花色苷合成的調(diào)控理論及提高血橙果品質(zhì)量的方法研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院江津先鋒區(qū)試園，平地果園，海拔210 m左右;紫色土，土壤pH 5.0～6.0，土層厚度50 cm以上，年平均氣溫18.4 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)1141.0 h。

1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇20株塔羅科血橙為試驗(yàn)樹，采用遮陽網(wǎng)對血橙果實(shí)進(jìn)行遮光處理。于2020年11月15日，分別利用可見光（390～780 nm）、紫外+可見光（300～780 nm）、長波紫外光（365 nm）及中波紫外光（311 nm）4種不同光質(zhì)的光源照射血橙遮光果實(shí)，每照射處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，以不作照射處理的遮光果實(shí)為對照（CK）。2020年4月20日為血橙謝花末期，采樣日期為2020年12月1日（花后224 d）—2020年1月15日（花后269 d），每隔15 d采樣1次，每處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)5個(gè)果實(shí)，當(dāng)天帶回試驗(yàn)室立即削取整個(gè)果實(shí)的果皮表層于液氮中速凍，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 3 測定項(xiàng)目及方法

1. 3. 1 總花色苷含量測定 采用pH示差法分別對試驗(yàn)中所有血橙果皮樣品的總花色苷含量進(jìn)行測定。

1. 3. 2 果皮色澤測定 采用便攜式色差計(jì)（KONICA MINOLTA）對最后一次采樣的果實(shí)果面進(jìn)行色澤測定，每處理設(shè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測定3個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)沿赤道均勻采集4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測定。

1. 3. 3 可溶性糖測定 采用高效液相色譜（HPLC）法測定各處理果皮樣品中果糖、葡萄糖和蔗糖含量。液相色譜條件：LC-100液相色譜儀，Dikma Polyamino HILIC（250 mm×4.6 mm，5 μm），Shodex RI-201H視差檢測器;流動(dòng)相60%乙腈水溶液;進(jìn)樣量10 μL，流速1 mL/min，柱溫30 ℃，示差檢測器溫度40 ℃。

1. 3. 4 RNA提取、cDNA制備及定量檢測 RNA提取采用大量法，以RNA為模板，合成cDNA，其中反轉(zhuǎn)錄試劑盒采用PrimeScript? RT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time），具體提取步驟參照楊海健等（2021）的方法。選用課題組相關(guān)研究中篩選出的7個(gè)血橙果皮中與光照調(diào)控相關(guān)性較高的花色苷合成相關(guān)基因（DFR、UFGT、CHS、Ruby、GST、ANS、4CL），內(nèi)參基因選用EF-1α（Accession No.XM_015533332） 。內(nèi)參EF-1α、DFR、UFGT和CHS基因引物序列參考Crifò等（2012）的研究結(jié)果，Ruby、GST、ANS和4CL基因引物序列參考Carmona等（2017）的研究結(jié)果，引物序列見表1。實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）反應(yīng)采用試劑盒TB Green? Premix Ex TaqTM II（Tli RNaseH Plus）。反應(yīng)儀器BIO-RAD CFX96TM Real-Time Systerm，反應(yīng)體系見表2。擴(kuò)增程序：95 ℃ 1 min，95 ℃ 15 s，58 ℃ 30 s，40個(gè)循環(huán)，模板重復(fù)3次。使用2?ΔΔCT法計(jì)算基因相對表達(dá)量。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析及制圖。利用SAS 8.0的SAS ANOVE多重分析比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同光質(zhì)處理對血橙果皮外觀著色變化影響

試驗(yàn)結(jié)果（圖1）表明，處于遮光條件下的CK，以及經(jīng)可見光和長波紫外線光源分別補(bǔ)光的血橙在轉(zhuǎn)色發(fā)育直至成熟的過程中，其果面始終無紫紅色著色;而經(jīng)紫外+可見光和中波紫外線光源照射的血橙果實(shí)，其果皮在花后254 d（照射46 d）時(shí)出現(xiàn)了肉眼可見的紫紅色著色，隨后著色程度逐漸加深，到花后269 d（照射61 d）時(shí)，果皮紫紅色已非常明顯。從補(bǔ)光效果看，經(jīng)可見光照射的血橙果面在轉(zhuǎn)色過程中未出現(xiàn)花色苷著色，而經(jīng)紫外+可見光照射的血橙果面則出現(xiàn)花色苷著色，說明調(diào)控血橙果面花色苷合成的光質(zhì)在紫外+可見光范圍內(nèi)，屬于紫外光;同為紫外光的長波紫外線和中波紫外線照射表現(xiàn)出不同的2種效果，長波照射后果面無花色苷著色，而中波呈現(xiàn)花色苷著色，說明不是所有紫外光都能誘導(dǎo)血橙果皮在轉(zhuǎn)色期間產(chǎn)生花色苷著色，初步推斷紫外光中中波紫外線是發(fā)揮作用的核心光質(zhì)。

2. 2 不同光質(zhì)處理下血橙果皮的色澤分析

對花后269 d（照射61 d）的各處理血橙果面進(jìn)行色差分析，結(jié)果如表3所示。不同照射處理的血橙果皮按a值高低分為兩組，其中CK、可見光和長波紫外線光源照射處理屬于a值較低的一組;紫外+可見光和中波紫外線光源照射處理屬于a值較高的一組;兩組組內(nèi)各處理間均無顯著差異（P>0.05，下同），而紫外+可見光和中波紫外線補(bǔ)光處理均與a值較低的3個(gè)處理差異顯著（P<0.05，下同）。說明紫外+可見光和中波紫外線補(bǔ)光較其他處理更有利于血橙果面轉(zhuǎn)紅。不同照射處理按b值也分為2組，其中b值較高的一組處理為CK、可見光和長波紫外線照射，恰好與a值較低的一組重合，其代表黃色的b值在本組內(nèi)各處理間無顯著差異;而b值較低的一組為經(jīng)紫外+可見光補(bǔ)光和中波紫外線補(bǔ)光，兩者間b值差異不顯著，但與b值較高的3個(gè)處理間均具有顯著差異。說明血橙經(jīng)CK、可見光和長波紫外線照射處理后，其果面轉(zhuǎn)紅程度低。亮度L值則表現(xiàn)為CK、可見光和長波紫外線光源照射的血橙果面亮度較高，而經(jīng)紫外+可見光和中波紫外線光源照射的血橙果面亮度較低。色差分析結(jié)果與血橙果面著色結(jié)果相呼應(yīng)，進(jìn)一步證實(shí)紫外光中中波紫外線光質(zhì)在調(diào)控血橙果面花色苷著色中的核心作用。

2. 3 不同光質(zhì)處理下血橙果皮總花色苷含量變化

總花色苷含量分析結(jié)果（圖2）顯示，無論是CK還是經(jīng)可見光和長波紫外線光源補(bǔ)光的血橙果實(shí)，在整個(gè)轉(zhuǎn)色成熟過程中均未在其果皮中檢測到明顯的花色苷含量，而經(jīng)紫外+可見光和中波紫外線光源照射處理的血橙果實(shí)，在花后254 d（照射46 d）時(shí)，在其果皮樣品中檢測出1.78和1.75 mg/kg的花色苷含量，到花后269 d（照射61 d）時(shí)，2個(gè)處理果皮中的花色苷含量已分別達(dá)8.78和6.15 mg/kg。該花色苷含量的測定數(shù)據(jù)與血橙外觀著色表現(xiàn)（圖1）一致，再次驗(yàn)證了紫外光中的中波紫外線能在血橙轉(zhuǎn)色期間促進(jìn)血橙果皮花色苷的合成。

2. 4 不同光質(zhì)處理下血橙果皮可溶性糖含量變化

如圖3所示，血橙果實(shí)轉(zhuǎn)色成熟期間，在本研究5個(gè)處理血橙果皮樣品中，果糖和葡萄糖含量均整體呈上升趨勢。試驗(yàn)開展61 d（花后269 d）時(shí)，CK、可見光、紫外+可見光、長波紫外線和中波紫外線補(bǔ)光處理的血橙果皮中果糖含量分別增加5.29、5.90、10.69、9.79 和9.86 mg/g，葡萄糖含量分別增加3.51、3.98、8.12、7.18和11.24 mg/g;紫外+可見光、長波紫外線和中波紫外線補(bǔ)光照射的果皮中果糖增加量比CK和可見光補(bǔ)光處理增加近1倍，葡萄糖增加2倍以上。此外，5種處理的血橙果皮中，均在花后239～254 d出現(xiàn)一個(gè)果糖快速積累期。在此期間，5種處理血橙果皮樣品中蔗糖含量整體呈下降趨勢;試驗(yàn)開展61 d時(shí)，上述5個(gè)處理果皮樣品中，蔗糖含量分別下降2.16、5.38、4.04、3.60和4.06 mg/g。

2. 5 不同光質(zhì)處理下血橙果皮花色苷合成相關(guān)基因表達(dá)量的測定

如圖4所示，血橙轉(zhuǎn)色發(fā)育過程中，7個(gè)受光照影響較大的基因（4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT、GST和Ruby）在5個(gè)處理果皮中表達(dá)量均呈增長趨勢;經(jīng)紫外+可見光和中波紫外線照射時(shí)，血橙果皮中上述7個(gè)基因在各采樣期的表達(dá)量均明顯高于同期其余處理。隨著照射時(shí)間的積累，果皮中7個(gè)基因的表達(dá)量高于其余處理的趨勢越來越明顯，在花后254～269 d期間時(shí)，7個(gè)基因表達(dá)量的增長率達(dá)最高?；ê?69 d（照射61 d）時(shí)，經(jīng)紫外+可見光和中波紫外線光源照射的血橙果皮中4CL基因表達(dá)量分別比同期其余處理高2.42～7.99和2.76～8.88倍，CHS高26.46～62.62和23.91～56.71倍，DFR高46.68～54.41和44.24～51.58倍，ANS高10.94～26.25和9.70～23.41倍，UFGT高2.09～2.84和2.09～2.84倍，GST高42.84～81.43和36.28～69.09倍，Ruby高5.58～7.43和4.99～6.68倍。其中，與4CL、UFGT和Ruby相比，CHS、DFR、ANS和GST等4個(gè)基因在中波紫外線照射條件下出現(xiàn)更高水平的表達(dá)。因此，基因表達(dá)量的測定結(jié)果說明，與CK、可見光和長波紫外線補(bǔ)光處理相比，紫外+可見光和中波紫外線補(bǔ)光促進(jìn)了血橙在轉(zhuǎn)色期間其果皮中花色苷合成相關(guān)基因的表達(dá)。

3 討論

太陽光質(zhì)按波段分為可見光（400～760 nm）、紫外光（<400 nm）和紅外光（>760 nm）（孟霖，2015），3個(gè)波段中對植物色素的合成起到正調(diào)控作用的多見于可見光（陳強(qiáng)等，2009;Li and Kubota，2009）和紫外光（Zhou et al.，2007）波段。其中，紫外光又分為長波紫外線（320～400 nm）、中波紫外線（280～320 nm）和短波紫外線（<280 nm）3個(gè)波段，由于臭氧（O3）對200～320 nm波段具有極強(qiáng)的吸收作用，使得對植物有致死作用的短波紫外線極少到達(dá)地球表面（王亞吉，2011）?；诖耍撗芯吭谠囼?yàn)中采用由可見光到中波紫外線光波段的光源進(jìn)行補(bǔ)光，結(jié)果表明，只在經(jīng)紫外+可見光混合光質(zhì)和中波紫外線補(bǔ)光的血橙果面上觀察到花色苷著色，并在果皮色澤和花色苷含量測定上得到進(jìn)一步印證;而經(jīng)可見光和長波紫外線光源照射卻未顯現(xiàn)這一結(jié)果，充分說明紫外光中的中波紫外線是在血橙成熟過程中調(diào)控其果皮花色苷合成的重要光質(zhì)。

光質(zhì)是光對植物花色苷的生物合成產(chǎn)生影響的一個(gè)重要方面，但不同植物花色苷的積累對接受的光譜成分敏感度不同，果實(shí)類對短波長光質(zhì)敏感，藍(lán)光可顯著提高草莓（Kadomura-Ishikawa et al.，2013）、葡萄果皮（Rodyoung et al.，2016）和梨果皮（Tao et al.，2018）的花色苷含量;擬南芥對長波長的光質(zhì)較敏感，藍(lán)光、紅光甚至遠(yuǎn)紅光均能誘導(dǎo)花色苷的大量積累（Liu et al.，2015）;而蘋果花色苷合成則對中波紫外線敏感，甚至某些種類果實(shí)對紫外光的敏感程度要依品種而異，湖景蜜露桃果皮的花色苷受長波和中波紫外線誘導(dǎo)，而玉露桃僅受中波紫外線誘導(dǎo)（Zhao et al.，2017）。本研究中，血橙果皮花色苷僅由中波紫外線誘導(dǎo)合成，推測其果皮是通過中波紫外線的光受體 UVR8（UV resistance locus 8，UVR8）感受光信號(hào)。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，中波紫外線照射只能誘導(dǎo)遮光血橙的受光一面產(chǎn)生花色苷，背光一面的果皮中無花色苷著色，說明花色苷合成后無法在果皮表層細(xì)胞間運(yùn)輸。

花色苷結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)是其生物合成的直接原因，很多植物果實(shí)花色苷的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)受光的調(diào)控，從而影響花色苷的積累，如葡萄（Azuma et al.，2012）、梨（Sun et al.，2014）和海棠（Lu et al.，2017）等。結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子序列的光響應(yīng)順式作用元件（Light regulatory unit，LRU）是花色苷合成途徑中基因響應(yīng)光照表達(dá)的必要條件（洪艷等，2021），而與該類順式作用原件結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子在光響應(yīng)呈色的調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。MYB屬于這類轉(zhuǎn)錄因子，并參與植物次生代謝過程，其中作為MYB的一大類，R2R3-MYB是調(diào)控類黃酮途徑的重要轉(zhuǎn)錄因子，廣泛參與調(diào)控花色苷的生物合成。Ruby是血橙中的R2R3-MYB型轉(zhuǎn)錄因子，參與調(diào)控血橙花色苷的生物合成。本研究中果皮花色苷合成相關(guān)基因表達(dá)結(jié)果顯示了中波紫外線照射能明顯上調(diào)6個(gè)結(jié)構(gòu)基因（4CL、CHS、DFR、ANS、UFGT和GST）及Ruby轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，最終促進(jìn)了血橙果皮花色苷的合成積累。

中波紫外線對血橙果皮花色苷的調(diào)控作用并沒有在照射后立刻顯現(xiàn)，而是在照射46 d時(shí)才檢測到花色苷的積累，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)處于花后254 d，此時(shí)果實(shí)已徹底由綠轉(zhuǎn)黃，且血橙果皮的可溶性糖含量也已處于較高位置，此時(shí)果實(shí)處于接近成熟。因此，推斷中波紫外線光誘導(dǎo)血橙果皮合成花色苷的前提是果實(shí)已處于果面完全轉(zhuǎn)黃后的成熟期間。本研究中試驗(yàn)地血橙成熟期的日常溫度為2～10 ℃，遮光后的血橙果實(shí)在無光條件下或在非中波紫外線波段光照條件下其果皮均無法合成花色苷，該結(jié)果說明了單純的低溫?zé)o法誘導(dǎo)血橙果皮花色苷合成積累，與蘋果和梨果皮中花色苷積累可由低溫誘導(dǎo)（Steyn et al.，2009;Xie et al.，2012）不同。另外，血橙果肉中積累花色苷通常被認(rèn)為是低溫的誘導(dǎo)（Huang et al.，2019），說明血橙果實(shí)在果皮和果肉上存在兩種不同的花色苷合成機(jī)制。

血橙在成熟轉(zhuǎn)色期間，即便是在弱光條件下，隨著果實(shí)的逐漸成熟，果皮中果糖和葡萄糖也在不斷積累，且二者含量接近1∶1，果皮中蔗糖含量則隨著果實(shí)不斷成熟而下降，與王貴元（2007）在自然光照下測定成熟期間紅肉臍橙果皮果糖、葡萄糖和蔗糖積累的規(guī)律相一致。經(jīng)4種光質(zhì)照射的血橙，其果皮中果糖、葡萄糖和蔗糖的積累也符合這一規(guī)律，只是受紫外+可見光、長波紫外線和中波紫外線光源照射后，血橙果皮中積累的果糖和葡萄糖比遮光處理和可見光照射處理積累的更多。因此，推測紫外光能促進(jìn)血橙果皮中果糖和葡萄糖的積累。有研究認(rèn)為糖的積累是促進(jìn)植物花色苷積累的重要原因（喻最新等，2020;樊小雪等，2021），依據(jù)本研究結(jié)果，經(jīng)中波紫外線照射，血橙果皮確實(shí)產(chǎn)生了果糖和葡萄糖的快速積累，并成功合成了花色苷，證實(shí)糖與花色苷合成存在密切關(guān)系。而此時(shí)蔗糖含量的降低，可能是在血橙成熟過程中，蔗糖通過不斷轉(zhuǎn)化成果糖和葡萄糖使二者含量升高，導(dǎo)致自身含量降低。故推測果糖和葡萄糖是血橙果皮花色苷糖苷的直接合成組分，而不是蔗糖;經(jīng)長波紫外線照射時(shí)，血橙果皮中同樣快速積累了果糖和葡萄糖，但沒有花色苷合成，說明糖是植物花色苷合成的必要條件，卻不能直接誘導(dǎo)花色苷合成的開啟。

本研究結(jié)果能很好地解釋生產(chǎn)中處于樹冠不同部位血橙果實(shí)的著色規(guī)律：由于空氣中存在大量散射狀態(tài)的中波紫外線，無論血橙果實(shí)在任何朝向，其裸露在外的果面均有花色苷合成;血橙果實(shí)裸露在外的面積越大，其果面接受中波紫外線的面積也就越大，最終花色苷著色面積也越大;被葉片遮擋無法接受中波紫外線的果面則無花色苷合成;利用缺少中波紫外線的普通光源補(bǔ)光無法改善血橙果面花色苷著色。根據(jù)上述結(jié)果可研發(fā)改進(jìn)針對促進(jìn)血橙著色的修剪技術(shù)，使血橙在果實(shí)轉(zhuǎn)色成熟期間盡可能的接觸到大氣中中波紫外線，也可研發(fā)能自主發(fā)射中波紫外線的設(shè)備或能將大氣中的中波紫外線集中轉(zhuǎn)移到血橙果面的方法。

4 結(jié)論

紫外線中的中波紫外線是誘導(dǎo)血橙果皮花色苷合成的真正光質(zhì)。血橙轉(zhuǎn)色過程中，中波紫外線光激發(fā)果皮中花色苷合成相關(guān)基因的大量表達(dá)，促進(jìn)果糖、葡萄糖的快速積累，最終促成花色苷在果皮中的快速合成。

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收稿日期：2021-09-26

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通訊作者：張?jiān)瀑F（1965-），https：//orcid.org/0000-0002-2530-5316，研究員，主要從事果樹栽培研究工作，E-mail：zhangyg66@ gmail.com

第一作者：楊海?。?985-），https：//orcid.org/0000-0002-3716-1698，副研究員，主要從事果樹栽培育種研究工作，E-mail：yanghaijian126@126.com