毛花猕猴桃‘赣猕6号’叶绿素合成相关基因的克隆与表达分析

发布时间：2020-02-17 13:03

【摘要】：毛花猕猴桃是我国特有资源,具有丰富的抗氧化物质、高含量抗坏血酸等营养成分,花和果实均有很强的观赏性,果实易剥皮,抗逆性强,具有广阔的开发利用前景。目前,猕猴桃果肉颜色越来越受到重视,毛花猕猴桃果肉碧绿色,但其相关呈色分析的研究鲜见报道。本文以绿肉型毛花猕猴桃‘赣猕6号’为研究材料,进行果肉色度、叶绿素(Chlorophyll,Chl)、类胡萝卜素(Carotenoid,Car)、叶绿素/类胡萝卜素(Chl/Car)的测定及各指标间的相关性分析,采用实时荧光定量PCR技术对Chl合成相关基因的表达进行检测,并对相关基因进行克隆与表达分析,以期为阐明毛花猕猴桃果肉色泽发育的分子机制奠定基础,亦为猕猴桃分子育种与种质创新提供理论依据。主要研究结果如下:1.整个果实发育阶段(盛花后20-170 d)果肉色度稳固上升;Chl含量在盛花后95 d之前基本维持在6 mg/100 g,在盛花后140 d快速上升至整个时期最大值(9.20 mg/100 g);整个过程中Chl a(叶绿素a)含量所占比重显著高于Chl b(叶绿素b);Car含量在盛花后110 d之前表现稳定,后期先上升再下降,于盛花后140 d达到最大值(2.63 mg/100 g);Chl和Car均与Chl a、Chl b、色度呈极显著相关性,且二者之间亦呈极显著相关。说明整个果实发育阶段高含量的Chl是毛花猕猴桃果肉持续呈现绿色的原因。2.基于前期色素含量分析结果,选取6个重要时期提取果肉RNA,利用实时荧光定量PCR技术对‘赣猕6号’果肉Chl合成相关的12个差异基因进行表达分析。结果表明,各基因表达水平各不相同;相关性分析显示Chl含量仅与基因Unigene25176的相对表达量呈极显著相关,而Unigene25176与其他11个基因无相关性;聚类分析结果显示,基因Unigene25176在Chl合成中最高水平表达,且单独聚成一类,与其他基因明显不同。综合分析表明,Unigene25176可能是Chl合成的关键基因。基因Unigene25176被注释为预测编码葡萄中生色团的铁氧还蛋白-NADP+氧化还原酶基因(ferredoxin-NADP+oxidoreductase,FNR)。光敏色素不仅通过对植物激素以及其他化学成分的调节作用来影响植物的形态,而且还调控基因表达。FNR是存在类囊体膜表面的蛋白质,主要催化电子从还原态的铁氧还蛋白(ferredoxin,FD)传递给NADP+,生成的NADPH主要作用于卡尔文循环中CO2的固定、氮同化和Chl合成等其他反应。3.利用基因克隆和RNA-Seq测序技术对绿肉型毛花猕猴桃‘赣猕6号’中Chl合成的候选关键基因Unigene25176进行克隆,研究结果表明:Unigene25176包含1个885 bp开放阅读框,编码294个氨基酸,同源进化树显示该基因与同为浆果类的葡萄遗传距离最近,同源蛋白氨基酸序列比对相似度达65.45%,与拟南芥距离最远。分析其蛋白保守结构域发现属于Fe_bilin_red超家族,与FNR有关,可确定其是Chl合成的关键候选基因。
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S663.4

【参考文献】