‘红星’梨果实软化过程中胞壁物质代谢变化及相关基因的筛选分析

发布时间：2017-03-26 17:14

  本文关键词：‘红星’梨果实软化过程中胞壁物质代谢变化及相关基因的筛选分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了阐述‘红星’梨果实快速软化的原因,本试验以不软化的‘砀山酥’梨和软化的‘红星’梨、‘巴梨’以及‘阿巴特’梨为材料,通过对比分析这4个梨品种果实室温贮藏过程中在果肉硬度、细胞壁果胶和纤维素含量以及细胞壁降解基因表达变化上的差异,以期从生理和分子两个层面筛选与‘红星’梨快速软化相关的关键胞壁物质和降解基因;同时还进行了1-甲基环丙烯(1-MCP)对‘红星’梨果实软化影响效应的分析。主要研究结果如下:1.在不软化的‘砀山酥’梨中,果实硬度以及细胞壁果胶和纤维素组分含量变化均不显著,在软化的‘红星’梨、‘巴梨’以及‘阿巴特’梨中,果实硬度下降都伴随着水溶性果胶含量(WSP)的上升和酸溶性果胶含量(ASP)的下降,而纤维素在这4个梨品种中变化模式各不相同,果胶降解在梨果肉硬度下降和果实软化中起着重要作用;此外,果胶降解在软化较快的‘红星’梨中降解程度更大。2.以蛋白结构域和同源基因核酸以及氨基酸序列为探针,在参考梨基因组中初步筛选到5个果胶甲酯酶基因(PME)、6个多聚半乳糖醛酸酶基因(PG)、8个纤维素酶基因(Cel)、6个?-半乳糖苷酶基因(?-GAL)以及1个?-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因(?-L-ARF)共26个基因,最终从梨果肉中成功鉴定分离得到4个PME、2个PG、4个Cel、4个?-GAL以及1个?-L-ARF共15个基因,且系统进化分析显示这些基因与其在番茄、苹果、桃、草莓、葡萄以及其他梨品种中已经鉴定的同源基因亲缘关系都比较近。3.对这15个基因的表达分析显示,每个基因在不同梨品种中表达模式各不相同,对果实软化的作用因品种而异。其中,PG基因家族成员-PG2在这两种不同软化特征的梨中表达差异最显著,而PG基因家族的另一个成员-PG1仅在‘红星’梨中高量表达,由此可见,PG基因尤其是PG2在梨果实细胞壁果胶组分降解和果实软化中起着重要作用,PG1与‘红星’梨较‘巴梨’和‘阿巴特’梨软化更快相关。4.1-MCP处理‘红星’梨可以延缓果胶组分降解和果肉硬度下降,从而延长货架期,基因表达分析显示,1-MCP处理可以抑制果胶降解主要基因PG1和PG2的积累,其中对PG2的抑制最为显著。
【关键词】：‘红星’梨 快速软化 果胶降解 多聚半乳糖醛酸酶 1-甲基环丙烯
【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】：2016
【分类号】：S661.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 文献综述10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 果实成熟软化机理10-20
• 1.2.1 细胞壁多糖降解与果实软化10-14
• 1.2.2 激素调控与果实软化14-19
• 1.2.3 表观遗传调控与果实软化19-20
• 1.3 果实成熟软化调控20-21
• 1.3.1 物理调控20
• 1.3.2 生物化学调控20
• 1.3.3 基因工程调控20-21
• 1.4 目的与意义21-22
• 第二章 材料与方法22-26
• 2.1 材料22
• 2.2 方法22-26
• 2.2.1 果实硬度测定22
• 2.2.2 果胶和纤维素含量测定22-23
• 2.2.3 RNA提取和cDNA合成23
• 2.2.4 梨基因组中胞壁降解基因的筛选23-24
• 2.2.5 候选基因克隆及生物信息学分析24
• 2.2.6 基因表达分析24-26
• 第三章 结果与分析26-35
• 3.1 不同品种梨果实硬度变化26
• 3.2 不同品种梨果肉细胞壁代谢变化26-27
• 3.3 胞壁降解基因克隆和序列分析27-31
• 3.3.1 基因筛选27-28
• 3.3.2 基因克隆28-29
• 3.3.3 生物信息学分析29-30
• 3.3.4 系统进化分析30-31
• 3.4 不同品种梨果实胞壁降解基因表达分析31-33
• 3.5 1-MCP处理对‘红星’梨果实软化的影响33-35
• 第四章 讨论35-37
• 4.1 果胶降解与梨果实软化的关系35-36
• 4.2 1-MCP对梨果实软化的影响36
• 4.3 果实软化的表观遗传调控36-37
• 第五章 结论37-38
• 参考文献38-47
• 缩略词47-48
• 致谢48-49
• 作者简介49

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