‘中油桃9号’黄肉芽变的鉴定和类胡萝卜素代谢相关的基因表达分析

发布时间：2020-04-20 04:04

【摘要】：黄肉桃(Prunus persica L.)中含有丰富的类胡萝卜素,对人体具有重要的保健作用,因此研究桃白/黄肉的变异机理可以为培育高类胡萝卜素含量的品种奠定理论基础。本研究以‘中油桃9号’及其黄肉突变体为试材,采用高效液相色谱法(HPLC)和分光光度法比较了两个材料的类胡萝卜素差异,通过实时荧光定量PCR法比较了类胡萝卜素合成相关的基因表达差异,明确了黄肉芽变的发生可能与类胡萝卜素剪接加双氧酶基因(CCD4)有关,克隆和分析了果肉CCD4基因的cDNA序列,并利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)比较了果肉的挥发性香气化合物成分差异,同时也对其他器官中的类胡萝卜素代谢和基因时空表达进行了分析。结果如下:1.幼果期时‘中油桃9号’和突变体果肉中的类胡萝卜素成分和含量都很接近;果实成熟时,突变体的类胡萝卜素总量为‘中油桃9号’的8倍,以紫黄质、9-顺式-紫黄质、β-胡萝卜素和玉米黄质为主,‘中油桃9号’仅含有少量的玉米黄质和β-胡萝卜素。2.随着果实的发育,‘中油桃9号’的类胡萝卜素剪接加双氧酶基因4(CCD4)呈极明显的上调表达,导致类胡萝卜素的大量降解,而在突变体中的表达一直处于较低水平,因此认为CCD4基因的表达差异可能是导致两者果肉中类胡萝卜素含量显著差异的关键原因。3.CCD4基因的克隆和序列分析表明:‘中油桃9号’含有等位基因W1和y2,而黄肉突变体的基因型为y1和y2,W1和y1等位基因的差异在于微卫星序列重复数不同。CCD4基因的微卫星序列重复数的差异可能与类胡萝卜素在桃果实中的积累有关。4.其他器官的类胡萝卜素差异分析表明:在萼筒中,突变体的类胡萝卜素总量约为‘中油桃9号’的6倍,β-胡萝卜素含量约为‘中油桃9号’的20倍。在花瓣中,两个材料的类胡萝卜素总含量无显著差异,但成分存在较大差异。在叶片中,幼果期时两个材料的类胡萝卜素总量无显著差异,果实成熟后,突变体显著高于‘中油桃9号’。在新梢皮层中,两个材料的类胡萝卜素总量均呈缓慢上升的趋势,果实成熟之后,突变体显著高于‘中油桃9号’。5.基因的时空表达分析表明:在萼筒中,突变体的类胡萝卜素含量远高于‘中油桃9号’的主要原因可能是合成类胡萝卜素的基因发挥了主要作用,而不是降解类胡萝卜素基因的作用。在叶片中,类胡萝卜的积累对基因的表达可能有反馈抑制作用;果实采收后,‘中油桃9号’叶片与突变体间类胡萝卜素差异的主要原因可能与CCD4基因的表达差异有关。在花瓣和新梢皮层中,类胡萝卜素的代谢调控受多种因素的影响。6.挥发性香气物质的分析表明:在幼果期,‘中油桃9号’和突变体果实的香气成分均以反-2-己烯醛、苯甲醛和正己醛为主。果实成熟时,‘中油桃9号’以2-己烯醛(61.14%)、正己醛(23.57%)和反-2-己烯醛(6.84%)为主,黄肉突变体以反-2-己烯醛(70.96%)和正己醛(18.83%)为主。
【图文】：

砀山县,中油,母株,安徽省

清两个材料 CCD4 基因的结构差异，揭示该基因突国农业科学院郑州果树研究所培育出的白肉型油桃08 年在安徽省砀山县一棵‘中油桃 9 号’桃树上发年多次高接鉴定，除果肉颜色及果皮底色发生明显表现稳定。农业科学院郑州果树研究所桃育种圃内，‘中油桃9）在同一株开心形桃树的两个主枝上，田间管理一致013年，桃花盛开后25、35、45、55和65 d从树上选9号’及突变体各取30个果，后3个时期各取15个果切成碎薄片，迅速用液氮速冻，，放置于 - 80 ℃冰箱

中油,突变体,色谱级

图 2.2 ‘中油桃9号’与突变体的成熟期果肉颜色对比左：‘中油桃9号’果实，右：突变体果实 The comparison of ‘CN9’ and Mutant fruit mesocarp at mLeft: ‘CN9’ fruit, Right: Mutant fruit仪器素的试剂及耗材：5 mL和50 mL离心管、60～90 级）、乙腈（色谱级）、无水乙醇（分析纯）、氢（BHT）、氯化钠（分析纯）、蒸馏水、pH试纸压氮气、类胡萝卜素标准品（购自美国sigma公司基叔丁基醚（MTBE，色谱级）。定量 PCR 及基因克隆的试剂及耗材：SangonB物工程（上海）股份有限公司）、FastQuant RT K天根生化科技有限公司）、无水乙醇、液氮、琼脂
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S662.1

【相似文献】