發(fā)布時間：2017-12-13 10:20

  本文關(guān)鍵詞：羽裂山楂中軟肉資源果實的軟化機(jī)理研究

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【摘要】：果實成熟軟化現(xiàn)象是一個復(fù)雜的與遺傳有關(guān)的生物學(xué)過程,既影響果實的硬度,又影響果實的其它品質(zhì)。目前我們對山楂果實的成熟軟化現(xiàn)象了解較少。軟肉3號與秋金星均保存于國家果樹種質(zhì)資源沈陽山楂圃,軟肉3號果實隨著生長發(fā)育果實變軟,而秋金星果實在生長發(fā)育過程中一直保持著較硬的狀態(tài),并且軟肉類型果實成熟時的抗蟲性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬肉類型果實,因此,我們選擇這兩種山楂資源為試材。本試驗研究了軟肉3號和秋金星生長發(fā)育過程中果實的超微結(jié)構(gòu)、相關(guān)水解酶活性(PG、Gns、β-GAL等)、轉(zhuǎn)錄組測序與分析等方面的差異,為不同質(zhì)地山楂果實的形成原因提供了證據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:1.山楂果實果肉細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn),果實發(fā)育中期Ⅱ軟肉3號和秋金星果肉細(xì)胞的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比較完整,呈現(xiàn)明-暗-明結(jié)構(gòu),細(xì)胞質(zhì)緊貼在細(xì)胞壁上,并且微纖絲排列緊密且顏色較深,中膠層顏色也較深;果實成熟時,軟肉3號與秋金星果肉細(xì)胞的中膠層均發(fā)生顯著的降解,秋金星果肉細(xì)胞的微纖絲排列緊密且顏色較深,而軟肉3號果肉細(xì)胞的微纖絲排列松弛,部分已經(jīng)降解且顏色較淺。認(rèn)為山楂果實不同質(zhì)地的形成是由微纖絲的降解程度不同引起的。2.對山楂果實的轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果進(jìn)行分析,共獲得46.72 Gb的clean data,2,182,914 contigs,199,204transcripts 以及 72,837 unigenes。共有 12,143、27,411、8,280、20,603、22,628、22,240 和 39,248 分別注釋到 NR,Swiss-Prot,GO,COG,KOG,KEGG 和 Pfam數(shù)據(jù)庫。共獲得85條與細(xì)胞壁代謝相關(guān)的unigenes,并獲得了半乳糖代謝等與果實軟化相關(guān)的代謝途徑。轉(zhuǎn)錄組測序所獲得的數(shù)據(jù)可以為山楂果實成熟軟化的深入研究提供數(shù)據(jù)支撐。3.對軟肉3號與秋金星果實β-GAL(CpBGAL1)基因CDS進(jìn)行克隆及相關(guān)生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn),兩種資源的CpBGAL1基因CDS全長均為2196 bp,編碼731個氨基酸,氨基酸序列均有信號肽,屬于糖基水解酶第35家族中的一員,含有兩個保守結(jié)構(gòu)域—半乳糖凝集素以及糖基水解酶35;分析發(fā)現(xiàn)秋金星CpBGAL1保守區(qū)域第52和302位氨基酸發(fā)生突變。推測可能是由于秋金星果實CpBGAL1基因所編碼的氨基酸序列的保守區(qū)域發(fā)生了氨基酸突變,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生了改變。4.對山楂果實進(jìn)行酶活性測定發(fā)現(xiàn),在果實成熟軟化初期,軟肉果實β-Gal活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬肉果實,并且在果實軟化過程中軟肉果實中β-Gal活性均高于硬肉果實,與熒光定量PCR結(jié)果相一致,由此認(rèn)為β-Gal在山楂果實成熟軟化初期起重要的作用;山楂果實成熟軟化過程中硬肉果實PG活性高于軟肉果實;軟肉果實PL活性與硬肉果實差異較小,并且PL活性在軟肉山楂果實中呈下降趨勢,與熒光定量PCR結(jié)果相一致,由此認(rèn)為PG和PL與不同質(zhì)地山楂果實的形成原因無關(guān);在山楂果實成熟軟化過程中軟肉果實Ffase與Gns活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬肉果實,并且軟肉山楂果實軟化過程中Ffase與Gns活性迅速升高,與熒光定量PCR結(jié)果相一致,由此認(rèn)為Ffase與Gns在山楂果實成熟軟化過程中起重要作用。熒光定量PCR分析表明,在山楂果實成熟軟化初期,軟肉果實PE4表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于硬肉果實,并且在果實軟化過程中軟肉果實PE4表達(dá)量也高于硬肉果實,表明PE4在果實軟化早期起作用;在山楂果實成熟軟化過程中,軟肉果實α-G4L,PE63與XTH表達(dá)量高于硬肉果實,而且它們的表達(dá)量在軟肉山楂果實軟化過程中呈上升趨勢,由此認(rèn)為α-GAL,PEA3,XT 參與山楂果實的成熟軟化現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S661.5

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本文編號：1284791