西瓜果糖含量评价与转录组分析

发布时间：2020-05-12 19:47

【摘要】：西瓜(Citrullus lanatus)是日常消费的主要水果商品之一,具有多汁,味甜,价格低廉,口感多样等特点,西瓜富含多种糖类、矿物盐和维生素及人体必需的氨基酸。因此常食西瓜有益于心脑血管、健脾利尿。葡萄糖、果糖、蔗糖是西瓜中的主要糖分,其中,果糖是自然界最甜的糖,且是决定西瓜口感的主要成分糖。在已有研究中,对西瓜果实糖分的分析主要侧重于可溶性固形物和可溶性总糖,对西瓜品种资源果实糖组分、含量差异研究较少,缺乏不同生态型及种内差异的比较。为了全面评价我国现有栽培种西瓜品种资源糖的组分、含量变化与分布特征,本研究选择分属5个生态型的西瓜栽培种的122个品种为研究对象,进行系统的果实果糖含量综合评价,随后选取代表性品种,并根据糖的变化趋势选取差异样本进行转录组测序,分析西瓜果实发育中及不同时期品系间的基因表达状况,明确其在种内和生态型间的变化、分布特征及果实发育过程中的差异基因表达情况,浓缩后续糖分研究关注点,为西瓜糖分研究提供广泛的基因材料及研究背景。主要研究结果如下:1.不同西瓜资源果实中总糖和果糖含量差异大,其中,果糖变化范围为5.12-60.50mg/g.FW,平均值为30.97mg/g.FW,变异系数为35.01%。根据果糖含量将122份西瓜种质资源划分为极低果糖型、低果糖型、高果糖型、极高果糖型四个类型群。西瓜果实中果糖含量与生态型和瓤色有相关性。不同栽培种西瓜果实中,果糖占总糖比例不同,果糖与总糖含量显著相关。2.对三种西瓜果肉发育过程中3个糖含量转折变化时期样本进行转录组测序,得到了不同品系不同时间及同一时间不同品系的共表达基因及差异表达基因。对所有样本表达的16423个基因进行GO二级功能注释表明,在西瓜果肉中,联结功能(MF:GO0005488)相关基因表达最多,共8,601个基因,约占16%;其次是代谢过程(BP:GO0008152)相关基因,共7,033个基因,约占13%。3.在不同时期间差异表达基因中,高糖品系ZXG01455与低糖品系ZXG00956前期(14d-21d)差异表达基因比后期(21d-28d)多,差异基因主要与碳水化合物代谢相关。且发育前期差异基因参与在有糖参与的代谢通路中相比后期多。而在低糖品系ZXG01466中,前期基因表达稳定,而后期差异表达基因较多,并且在KEGG分析中,差异表达基因主要参与在次级代谢生物合成与植物激素信号转导代谢通路中。4.分析了西瓜果肉中的可变剪接基因表达,在西瓜果肉中,仅存在两种类型可变剪接,SE(外显子跳跃,Skipped Exon)和MXE(互斥可变外显子,Mutually Exclusive Exon)。5.筛选到了118个有果糖参与的代谢通路中的差异表达基因。并利用qPCR法验证了6个差异表达基因的表达情况,结果表明,其在qPCR中的差异表达倍数与转录组测序结果整体趋势一致,从而验证了转录组测序结果的可靠性。
【图文】：

糖代谢,途径,运输化,汁液

图 1-1 西瓜果实中的糖代谢途径[26]Fig.1-1 The metabolism pathway of sugar in the flesh of waterme果实中糖转运的研究进展物通过韧皮部进行汁液运输化合物中最主要的物质[27-28]。但也有

示意图,原理,测序,示意图

测序原理示意图
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S651

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