当前位置:主页 > 科技论文 > 基因论文 >

红皮西洋梨果皮红色消退候选基因的筛选分析

发布时间:2018-07-11 11:14

  本文选题:红巴梨 + 褪色 ; 参考:《西北农林科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:颜色是果皮重要的外观品质,红皮西洋梨由于其优良品质深受消费者喜爱,但成熟果实果皮红色消退问题严重影响了其商品价值。花青苷是红色果皮形成的物质基础,要确定红皮西洋梨果皮褪色的分子机理,必须弄清花青苷合成与消退的关键基因。为此本研究以果实发育后期不褪色的‘红星’(Pyrus communis L.)和果实发育后期严重褪色的‘红巴梨’(Pyrus communis L.)为试验材料,测定果实不同发育时期花青苷含量,分析果皮中花青苷的合成速率和降解速率的变化;根据花青苷含量变化模式,选择花后35、75天的果皮材料进行转录组测序,结合荧光定量表达分析的结果,确定‘红巴梨’果皮红色消退的候选基因。研究结果如下:1.花后55天,两者花青苷含量达到最高;果实发育后期,‘红巴梨’花青苷含量显著下降,‘红星’下降但不显著;整个发育时期,‘红巴梨’花青苷含量始终低于‘红星’,与果皮表面颜色变化相一致。2.花青苷高峰期之前(花后35-55天),‘红巴梨’花青苷合成速率降解速率,花青苷累积含量增加,且保持较高水平;花青苷高峰期之后(花后55-75天),花青苷合成速率显著降低,降解速率明显上升,最终合成速率降解速率,花青苷由积累模式转变消耗模式,果皮花青苷含量明显减少。因此‘红巴梨’果皮红色消退是花青苷合成速率降低和花青苷降解速率增加共同导致,但两者相比花青苷合成速率的降低对‘红巴梨’的褪色作用更大。3.RT-qPCR分析与花青苷合成有关的结构基因及转录因子在‘红星’和‘红巴梨’不同时期的表达情况,结果表明CHS、ANS、UFGT、MYB10和bHLH33是引起‘红巴梨’果实发育后期花青苷含量降低的重要基因。4.转录组数据分析鉴定出947个差异表达基因(Differentially Expressed Genes:DEGs),其中471个基因在‘红巴梨’花后75天表达上调,476个表达下调;KEGG代谢通路分析将947个DEGs聚集94条KEGG代谢通路上,显著性排名前五位依次为:光合作用、植物昼夜节律、过氧化物酶体、类黄酮物质的合成、次生代谢产物的合成,其中,“次生代谢产物的合成”通路中富集的DEGs最多;利用Entrez数据库对947个DEGs进行功能注释,筛选出61个可能与花青苷含量积累有关的DEGs,其中包括5个参与类黄酮物质的合成,3个参与花青苷的降解,8个参与花青苷的转运,其余全为转录因子MYB,bHLH,WRKY,NAC,ERF和zinc finger;另外还鉴定出7个与光信号有关的基因;RT-qPCR检测12个候选基因的表达情况,结果与RNA-Seq一致。5.推测红皮西洋梨‘红巴梨’后期褪色与花青苷合成的减少、降解的增加、转运受阻及转录因子的调控作用关系密切,光信号也有可能参与其中。
[Abstract]:Color is an important appearance quality of pericarp. Due to its excellent quality, red pear is popular among consumers, but the problem of red fading of ripe fruit skin seriously affects its commodity value. Anthocyanin is the material basis for the formation of red pericarp. In order to determine the molecular mechanism of discoloration of red peel pear peel, the key genes of anthocyanin synthesis and extinction must be clarified. In this study, 'Pyrus communis L.', which is not fading in fruit development, was used in this study. And 'Pyrus communis L.' (Pyrus communis L.) In order to determine the anthocyanin content in different development stages of fruit, to analyze the changes of anthocyanin synthesis rate and degradation rate in fruit peel, and to select the peel material of 35 days after anthesis for transcriptional sequencing according to the changing pattern of anthocyanin content, and to analyze the changes of anthocyanin synthesis rate and degradation rate of anthocyanin in fruit peel. According to the results of fluorescence quantitative expression analysis, the candidate genes for red regression of 'Hongba pear' fruit peel were identified. The results are as follows: 1. At 55 days after anthesis, the content of anthocyanin reached the highest level, the content of anthocyanin in 'Hongba pear' decreased significantly but not significantly in the later stage of fruit development, and the content of anthocyanin in 'Hongba' was always lower than that of 'Hongxing' in the whole development period. Consistent with the color change of pericarp. 2. Before the peak period of anthocyanin (35-55 days after anthesis), the synthetic rate of anthocyanin was degraded, the accumulation of anthocyanin increased and maintained a high level, and after the peak of anthocyanin (55-75 days after anthesis), the synthesis rate of anthocyanin decreased significantly. The degradation rate of anthocyanin changed from accumulation mode to consumption mode and the content of anthocyanin decreased obviously. Therefore, the red regression of 'Hongba pear' fruit skin is caused by the decrease of anthocyanin synthesis rate and the increase of anthocyanin degradation rate. However, compared with the decrease of anthocyanin synthesis rate, the decolorization of 'Hongba pear' was more obvious. 3. RT-qPCR was used to analyze the expression of structural genes and transcription factors related to anthocyanin synthesis at different stages of 'Hongxing' and 'Hongba pear'. The results showed that CHSANSU UFGTMYB10 and bHLH33 were the important genes causing the decrease of anthocyanin content in 'Hongba pear' in the later stage of fruit development. 947 differentially expressed genes (genes: degs) were identified by transcriptome data analysis. Among them, 471 genes were up-regulated in 476 down-regulated KEGG metabolic pathways at 75 days after anthesis, and 947 degs were aggregated into 94 KEGG metabolic pathways. The top five were: photosynthesis, circadian rhythm of plants, peroxisome, synthesis of flavonoids, synthesis of secondary metabolites, among which, the most abundant DEGs were found in the pathway of "secondary metabolite synthesis". Using Entrez database to annotate 947 DEGs, 61 DEGss, including 5 involved in the synthesis of flavonoids, 3 involved in the degradation of anthocyanin, 8 involved in the transport of anthocyanin, were screened out. The rest were all transcription factors MYBB BHLHN WRKYYNACU ERF and zinc finger.The expression of 12 candidate genes was detected by RT-qPCR, and the results were in agreement with RNA-Seq .5.At the same time, 7 genes related to optical signal were detected by RT-qPCR. It is inferred that the fading of 'Hongba pear' is closely related to the decrease of anthocyanin synthesis, increase of degradation, inhibition of transport and regulation of transcription factors, and the light signal may also be involved in it.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S661.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王会良;何华平;龚林忠;王富荣;刘勇;诸小敏;;果树中花青苷合成研究进展[J];湖北农业科学;2013年20期

2 齐建勋,郝艳宾,张玫,冷平;桃叶片中花青苷含量与叶绿素含量的相关关系[J];园艺学报;2002年03期

3 李跃;刘延吉;;果实花青苷代谢机制及调控技术研究[J];安徽农业科学;2007年16期

4 潘牧;雷尊国;邓宽平;;彩色马铃薯花青苷研究进展[J];农产品加工(学刊);2010年08期

5 张春雨;王晶莹;郭庆勋;周连霞;贾承国;;越橘果实花青苷含量及其不同发育阶段的变化[J];东北农业大学学报;2012年04期

6 张茜;杨健;王龙;王苏珂;李秀根;张绍铃;;红皮梨着色与花青苷合成研究进展[J];果树学报;2012年04期

7 张茜;杨健;王龙;王苏珂;李秀根;张绍铃;;‘红太阳’梨花青苷与可溶性糖的相关性分析及外源糖的增色作用研究[J];果树学报;2013年02期

8 王惠聪,黄旭明,胡桂兵,黄辉白;荔枝果皮花青苷合成与相关酶的关系研究[J];中国农业科学;2004年12期

9 鞠志国;;轮纹病菌侵染与苹果花青苷的合成[J];莱阳农学院学报;1988年02期

10 傅友;温度对苹果花青苷合成的影响[J];河北果树;1993年03期

相关会议论文 前6条

1 刘安成;李慧;王亮生;庞长民;;不同干燥方法对石榴果实花青苷的影响[A];中国植物园(第十四期)[C];2011年

2 牛姗姗;徐昌杰;张波;张望舒;李鲜;陈昆松;;杨梅花青苷合成及调节基因在三个不同色泽品种果实中的差异表达(摘要)[A];第二届全国果树分子生物学学术研讨会论文集[C];2009年

3 王庆菊;吕福梅;沈向;;四种李属红叶树种叶片花青苷提取及稳定性研究[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年

4 冯立娟;苑兆和;尹燕雷;招雪晴;;‘红叶短枝'卫矛变色期叶片中花青苷含量及其合成相关酶活性变化的研究[A];中国观赏园艺研究进展2012[C];2012年

5 田鹏;魏闻东;苏艳丽;;红太阳果实花青苷含量、pH和SSC变化及相关性研究[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年

6 胡桂兵;王惠聪;高飞飞;陈大成;;套袋过程中荔枝果皮内色素的变化动态[A];中国园艺学会第五届青年学术讨论会论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前10条

1 魏海蓉;甜樱桃果实花青苷形成的生理生化与转录组分析[D];山东农业大学;2015年

2 张蕊芬;苹果SUMO E3连接酶MdSIZ1调控逆境应答和花青苷积累的研究[D];山东农业大学;2016年

3 钱敏杰;DNA甲基化和microRNA调控红梨果皮着色的机制研究[D];浙江大学;2017年

4 姜永华;转录因子MdHB1调控'澳洲青苹'苹果花青苷合成的分子机制研究[D];西北农林科技大学;2017年

5 冯守千;红梨着色机理的研究[D];山东农业大学;2011年

6 张洁;四种观赏植物花青苷分析及其花色形成机制[D];西北农林科技大学;2011年

7 冯新新;5-氨基乙酰丙酸诱导苹果花青苷积累机理的研究[D];南京农业大学;2016年

8 刘玉莲;不同色泽类型苹果着色期糖酸变化及花青苷合成特性研究[D];西北农林科技大学;2013年

9 陈静;花青苷对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗叶片光合机构的保护作用及番茄花青苷结构特性的研究[D];西北农林科技大学;2005年

10 俞波;红色砂梨花青苷生物合成相关基因分离及表达研究[D];浙江大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 吴然;苹果锈果类病毒的时空分布规律及对花青苷合成和相关基因的影响[D];河北农业大学;2015年

2 陈磊;采前ALA/GNT处理和气调贮藏方式对苹果花青苷及相关基因表达的影响[D];陕西师范大学;2015年

3 李霞;施钾对紫甘薯块根花青苷积累的影响[D];江苏师范大学;2014年

4 孙志伟;桃果肉中花青苷合成相关转录因子基因MYB的克隆及其表达分析[D];南京农业大学;2014年

5 葛翠莲;红肉猕猴桃果肉色泽变化及花青苷合成相关基因的克隆与表达[D];江西农业大学;2014年

6 王智敏;红梨果皮着色相关R2R3型MYB转录因子基因功能分析[D];西北农林科技大学;2016年

7 高s,

本文编号:2114987


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/2114987.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户453ec***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com