香蕉HXK基因家族在采后成熟过程中功能初探

发布时间：2017-10-29 10:04

  本文关键词：香蕉HXK基因家族在采后成熟过程中功能初探

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【摘要】：香蕉(Musa spp.)作为世界主要水果之一,其新鲜果品的销售量达到了全球第一。但香蕉在采摘以后不耐贮藏严重影响着香蕉产业的发展。其主要原因之一就是香蕉果实是一种呼吸跃变型果实,不宜贮藏。前人研究表明己糖激酶(hexokinase, HXK)可以催化包括葡萄糖和果糖的己糖的磷酸化,是生物体内的糖感受器,能够介导植物体内多种糖信号转导作用。本研究根据HXK基因的同源性在NCBI香蕉数据库和The Banana Genome Hub对香蕉HXK基因家族进行检索,获得了香蕉HXK基因家族的序列信息。以巴西香蕉为研究对象,通过RT-PCR技术,对采后自然成熟的香蕉果肉和果实进行了HXK基因家族成员的转录表达分析；对乙烯利／甘露糖/NAG/1-MCP处理后的香蕉果实进行HXK酶活力检测、内源乙烯合成量跟踪测定和HXK基因家族成员转录表达分析,以期探讨香蕉果实在采后成熟过程中HXK基因家族与乙烯生物合成之间的关系,阐明香蕉HXK基因家族在香蕉后熟过程中的功能。工作结果如下：(1) NCBI香蕉数据库和The Banana Genome Hub对香蕉HXK基因家族进行检索结果表明：香蕉HXK基因家族共包括11个成员,在本实验中分别命名为HXA1、HXA2、HXA3、HXB1、HXB2、HXB3、HXB4和HXC1、HXC2、HXC3、HXC4、同时对这11个家族成员设计了专一的PCR引物并进行了克隆验证,在香蕉果肉和果皮中均未能检测到HXB1和HXA1的表达。(2)在香蕉采后自然成熟(CK)过程中HXK基因家族成员存在表达差异。总体来看,HXK家族基因在果肉组织中的表达变化更为丰富,HXC3和HXB2的相对表达量最为突出。(3)不同处理下HXK表达分析结果表明：ONAG处理后,在果肉中NAG明显抑制了HXB2和HXC2、HXC3、HXC4的表达,促进了HXB3的表达；在果皮中NAG抑制了HXC2/3的表达,促进了HXB4的表达。②乙烯利处理组果皮组织中大部分HXK基因家族成员受到乙烯利的诱导表达上调。③甘露糖处理后,果肉组织中,HXC1、HXB3、HXA3的表达受到诱导,HXC3的表达受到抑制,果皮组织中,HXB3、HXB 4、HXC2和HXA3的表达受到诱导,HXC3的表达受到抑制。④1-MCP抑制了大部分HXK基因家族成员的表达。(4)乙烯利处理表明乙烯提高了HXK的酶活力；1-MCP处理组表明在内源乙烯缺失的情况下HXK的酶活力受到了抑制；甘露糖更好得保护了香蕉内源乙烯的合成,提高了HXK的酶活力。也就是说HXK酶活力受到了香蕉内源乙烯或者乙烯信号途径的影响,(5)外源乙烯、甘露糖显著诱导了内源乙烯的合成,外源乙烯的诱导能力强于甘露糖,NAG和1-MCP明显则抑制了内源乙烯的合成,1-MCP的抑制效果明显强于NAG。(6)HXK家族除了HXB2、HXC3在糖酵解途径以能量形式与香蕉后熟相关,HXB3、HXB4可能与乙烯合成途径存在非ATP链接点的关系,HXB3、HXB4可能处于乙烯合成途径的上游。香蕉内源乙烯的大量合成对香蕉后熟机制的启动具有关键作用,内源乙烯诱导EMP途径关键HXK的高表达；果皮组织在香蕉后熟过程中可能发挥更为重要的作用。
【关键词】：香蕉后熟 乙烯 HXK基因家族 表达分析 酶活性
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S668.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-22
• 1.1 概述10-14
• 1.1.1 香蕉作物概述10-11
• 1.1.2 基因组概述11
• 1.1.3 香蕉青果的采后成熟11-13
• 1.1.4 香蕉的采后保鲜与贮藏13-14
• 1.2 香蕉果实后熟过程中的乙烯信号途径14-17
• 1.2.1 乙烯14-15
• 1.2.2 香蕉果实后熟过程中内源乙烯的生物合成15-17
• 1.3 香蕉HXK基因家族17-19
• 1.3.1 细胞内的糖酵解途径17-18
• 1.3.2 乙烯信号途径18
• 1.3.3 HXK基因家族研究进展18-19
• 1.4 研究目的和意义19-21
• 1.5 技术路线21-22
• 2 实验材料和方法22-33
• 2.1 实验材料的处理22-23
• 2.1.1 实验材料的处理22-23
• 2.2 实验仪器及主要试剂23
• 2.2.1 主要仪器23
• 2.2.2 主要试剂23
• 2.3 方法与步骤23-33
• 2.3.1 获取HXK基因家族序列和生物信息学的初步分析23-24
• 2.3.2 提取香蕉总RNA与质量检测24-25
• 2.3.3 建立香蕉HXK家族基因的cDNA体系25-27
• 2.3.4 HXK家族基因引物的设计和效果验证27-28
• 2.3.5 HXK家族基因在香蕉后熟过程中的表达分析28-30
• 2.3.6 HXK基因家族成员的酶活力测定30-31
• 2.3.7 乙烯生成量的跟踪测定31-33
• 3 结果与分析33-47
• 3.1 几种处理获得的后熟效果33-35
• 3.2 香蕉HXK家族基因的生物信息学概略35-36
• 3.3 香蕉总RNA的提取与反转录合成cDNA36-37
• 3.4 香蕉HXK基因家族的引物设计与验证37-39
• 3.5 HXK基因家族在香蕉果实后熟过程中的表达分析39-43
• 3.5.1 HXK基因家族在香蕉自然后熟过程中的表达分析39-40
• 3.5.2 香蕉果实采后成熟进程中不同处理对HXK基因家族成员的表达的影响40-43
• 3.6 香蕉果实在后熟过程中HXK酶活力分析43-45
• 3.7 在香蕉的后熟过程中乙烯产量检测分析45-47
• 4 讨论47-52
• 4.1 HXK基因家族香蕉果实在自然成熟过程中的表达特异性47-48
• 4.2 香蕉果实中的HXK家族基因与乙烯合成/乙烯信号途径48-51
• 4.3 HXK基因的研究前景及展望51-52
• 5 结论52-54
• 参考文献54-58
• 缩略语表58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1112482