CitAP2.10和CitMYC3对甜橙果实特征芳香物质瓦伦烯合成的转录调控

发布时间：2020-04-13 02:07

【摘要】：香气是果实品质的重要内涵,挥发性芳香物质是果实香气的主要来源。以往的柑橘果实芳香物质研究主要集中于物质对比分析和结构基因功能的鉴定,关于转录因子调控果实芳香物质合成的研究鲜见报道。本文以脐橙'纽荷尔'为实验材料,筛选获得了参与调控果实特征芳香物质瓦伦烯合成的CitAP2.10(AP2/ERF转录因子)以及CitMYC3(bHLH转录因子),分析了其转录调控机制,并探索了不同转录因子间的作用关系和协同模式。主要研究结果如下:1.分析了 56个CitAP2/ERF家族成员对瓦伦烯合成基因CsTPS1启动子的调控效应。发现CitAP2.10能够转录激活CsTPS1启动子活性。基因表达结果显示,CitAP2.10与CsTPS1在果实发育过程中的表达呈正相关关系,且均与瓦伦烯含量正相关;进一步分析发现乙烯处理诱导果实CitAP2.10、CsTPS1的表达和瓦伦烯合成,而1-MCP处理则具有相反的作用。为验证CitAP2.10在果实中的功能,在'纽荷尔’果皮瞬时过量表达CitAP2.10显示,CitAP2.10可诱导CsTPS1转录本水平提高,瓦伦烯含量增加。2.明确了 CitMYC转录因子对CsTPS1的转录调控效应。发现CitMYC3能够激活CsTPS1启动子。表达分析结果显示,CitMYC3在果实发育阶段的表达上升早于CsTPS1基因表达和瓦伦烯合成增加;且CitMYC3受乙烯激活,其对乙烯的响应也早于CsTPS1表达和瓦伦烯合成。分析不同转录因子间的作用关系,发现CitMYC3还可激活CitAP2.10启动子并有自我激活效应,推测可能存在级联转录调控通路。3.获得了与CitAP2.10具有高同源性的拟南芥AP2亚家族基因(AtWR11),并明确了AtWRI1 对CsTPS1的转录激活效应,与CitAP2.10类似。同时,研究显示,来自柑橘的CitAP2.10与CitMYC3均能够诱导拟南芥倍半萜合成酶AtTPS11启动子活性,说明CitAP2.10与CitMYC3对植物倍半萜合成的转录调控功能具有一定的广泛性和保守性。
【图文】：

分析转录因子与芳香物质合成的关系。逡逑与上述研究不同，已有部分转录因子明确作用于倍半萜合成相关的ＴＰＳ，，从逡逑而影响植物中相应倍半萜产物的变化（图１．１）。Ｘｕ等（２００４）发现Ｇｆｌ奶？ＡＴ７通逡逑过作用于杜松Zf合成酶基因（Ｃａｄｉｎｅｎｅ，邋ＧａＣｉＤ／－ｙ0，影响棉花（＋）邋－ｄｅｌｔａ－杜松逡逑烯的合成；青蒿ＵｍＴｉ、Ｗａ＾７、４ａ￡／？Ｆ２与紫穗槐－４，１１－二烯合成酶基因逡逑（Ａｍｏｒｐｈａｒ－４，１１邋－ｄｉｅｎｅｓｙｎｔｈａｓｅ，ＪｆｌNBＤ５１）启动子结合，影响紫穗槐－４，１１－二Zf逡逑合成（Ｍａ等，２００９；邋Ｙｕ等，２０１２）；逦通过直接作用于Ａ７ＰＳ７／和沦７Ｐ幻７逡逑启动子，调控拟南界花中几乎所有倍半辟的合成（Ｈｏｎｇ等，２０１２）；在过量表达逡逑扮？￡方５§的转基因玉米株系中，７７５／０的转录丰度以及ＴＰＳ１０的主要产物（五）－逡逑Ｐ－金合欢烯和（五）－ａ－香柑油烯含量均有显著提高（Ｌｉ等

利用Ｅ－ｎｏｓｅ对‘纽荷尔’发育阶段（４５至２１０邋ＤＡＦＢ）果实香气进行模糊逡逑评价，ＤＦＡ因子贡献率达到８５．４％，分析结果表明，不同发育阶段果实芳香品质逡逑可以得到有效分离（图２．２）。利用ＨＳ－ＳＰＭＥ－ＧＣ－ＭＳ技术对１２０至２１０ＤＡＦＢ果逡逑实果皮的芳香物质组分及含量进行进一步分析。将测得的芳香物质分为单萜、倍逡逑半萜、单萜衍生物、倍半萜衍生物及其它（包括脂肪醛和醇，酯类等）五大类。逡逑结果显示，与１２０ＤＡＦＢ的果实相比，百分含量变化最显著的为倍半萜，１８０ＤＡＦＢ逡逑和２１０邋ＤＡＦＢ的果实倍半萜含量分别增加了邋１．３倍和１２倍（图２．３Ａ）。倍半萜逡逑中
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S666.4

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本文编号：2625453