甜瓜苦味相关基因的克

发布时间：2020-06-06 18:16

【摘要】：果实中葫芦素B的累积导致甜瓜产生苦味,严重影响甜瓜果实品质。甜瓜种质资源丰富,不同甜瓜果实苦味差异较大。关于苦味物质在甜瓜不同发育时期变化规律研究很少,影响苦味变化的生物学过程仍不甚清楚。本研究通过鉴定不同甜瓜材料的苦味,发现Nb46和Nb320果实的苦味差异明显,通过生化和转录水平的分析,初步阐明影响甜瓜果肉苦味变化的因素。主要研究结果如下:1.口感鉴定19个甜瓜品系果实的苦味,发现10个品系的不同发育时期果实的苦味变化显著,随着果实的发育成熟,苦味逐渐降低或消失。Nb46中,苦味随着果实的成熟逐渐降低,第I时期表现为极苦,第II、III时期分别表现为较苦和完全不苦。Nb320在果实的整个发育时期均表现为不苦。利用HPLC测定Nb46和Nb320不同时期果实中葫芦素B的含量,表明Nb46中葫芦素B的含量随果实的成熟逐渐降低,而在Nb320三个不同发育时期的果实中均未检测到葫芦素B,该结果与口感鉴定结果一致,同时说明引起甜瓜产生苦味的原因是葫芦素B。此外,测定19个甜瓜材料成熟时期的含糖量并将与第I时期苦味进行相关性分析,结果表明果实糖度与苦味成极显著正相关(0.890**),表明果实糖度与苦味之间可能存在一定的联系,为果实发育过程中苦味消失的转化机制提供思路。2.克隆甜瓜苦味基因CmBi并测序。对CmBi进行系统发育及保守结构域分析,发现CmBi与黄瓜、西瓜及西葫芦中OSC归为一类,称为葫芦素二烯醇合酶;包含两个保守结构域DCTAE和Q-X_(2-5)-G-X-W。对CmBi三级结构预测为包含一个疏水跨膜区(呈螺旋状)和两个高度保守的(α/α)桶状结构域,通过loop环和β-折叠进行连接。3.通过qRT-PCR检测参与苦味合成的相关基因(CmBi、CmBt、Cm160、Cm170、Cm180、Cm710、Cm890、Cm490和CmACT)在Nb46和Nb320三个不同发育时期的转录水平。发现Nb46中基因表达水平随着果实的不断发育成熟逐渐降低,而在Nb320中其表达水平较低且比较稳定,表明这几个基因与不同发育时期果实中葫芦素B的含量变化有关系。4.对CmBt基因在果肉苦味差异显著材料Nb46和Nb320中进行扩增并比对分析,找到一个SNP位点。设计相关的AS-PCR引物进行验证,发现该引物仅可有效区分8个甜瓜品系,该引物的适用性不高。完成对39个与果实苦味相关SSR分子标记在34个甜瓜品系中的筛选工作,发现CMCTN7标记可有效区分果肉(I时期)苦与不苦表现型,该SSR标记可应用于甜瓜育种工作中。
【图文】：

葫芦素,化学结构,苦味,西瓜

天津大学硕士学位论文素 B 成分，而在不苦的果实中无葫芦素 B 成分的存在。其他葫芦科植物均有苦与不苦植株，西瓜 (Citrullus lanatus var. lanatus) 和黄瓜(Cucumis sativus L.) 植株中苦味的发生也与葫芦素密切相关，苦味西瓜和苦味黄瓜中分别包含葫芦素 E和 C[8, 10, 11]。此外，，瓠瓜 (Lagenaria siceraria Standl.)[12]、丝瓜（Luffa cylindrical(L.) Roem.）[13]，冬瓜(Benincasa hispida Cogn.)[14]也检测到葫芦素类苦味物质。

葫芦,甜瓜,船式构象,角鲨烯

图 1-2 葫芦烷型三萜化合物的生物合成途径Fig. 1-2 The biosynthetic route to cucurbitane-type triterpenes 中，2，3-氧化角鲨烯的船式构象被OSC催化形成葫芦烷dienol），其被认为是葫芦素B化合物的基本骨架。迄今，Zh甜瓜体内的代谢合成过程进行了概述，并克隆验证了甜瓜OS制葫芦素B骨架生物合成的关键基因。近年来，在其它葫芦
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S652

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