两品种桃果皮花青苷积累差异及光照调控机制

发布时间：2020-05-26 00:33

【摘要】：花色苷是决定桃(Prunuspersica)果实外观的重要因子,其生物合成受到外界光环境的调控。本研究以自然光下着色能力较强的'湖景蜜露'和着色能力较弱的'玉露'桃果实为试材,探究了不同光环境下花色苷积累差异机制以及品种间紫外光敏感性差异的成因。主要研究结果如下:1.在自然光下'湖景蜜露'随着果实的成熟逐渐积累花色苷,而'玉露'几乎未积累花色苷且原花青素和总黄酮含量高于'湖景蜜露'。为探究两个桃品种花色苷积累的差异是否由于合成及调控基因序列差异导致,开展了以高通量测序为基础的品种间单核苷酸多态性(SNP)筛选。比较两个读长(125 bp和150 bp),五个组装软件(Trinity,IDBA,oases,SOAPdenovo,Trans-abyss)和两个SNP caller(GATK和GBS)下SNP筛选的准确性,发现不同的读长、组装软件及SNP caller会造成SNP筛选结果的差异,其中SNP筛选方法PE150-Trinity-GATK在桃上具有100%的准确率。两个桃品种中花色苷生物合成相关的结构基因和转录因子中有五个基因总共40个SNP存在,其中只有UFGT由于SNP位点的差异造成了 2个氨基酸残基的差异。2.分离得到参与花色苷转运的GST基因(PpGST1),PpGST1表达量存在组织和品种特异性,与花色苷含量显著正相关。基于拟南芥突变体功能互补及烟草和桃果实瞬时过表达实验表明PpGST1能参与花色苷的转运,而未参与原花青素的积累。在血桃中用VIGS技术将PpGST1沉默后,果肉中花色苷的含量明显减少。R2R3-MYB转录因子PpMYB10.1不仅调控花色苷的生物合成,而且能通过激活PpGST1的表达,协同调控桃果实发育成熟过程中花色苷的转运过程。3.采后光照处理下两个品种对不同波长的光具有不同的敏感性。UVB和UVA照射显著增加了'湖景蜜露'果皮中花色苷含量,'玉露'仅在UVB处理下积累花色苷。转录组数据表明花色苷生物合成结构基因表达量与花色苷含量变化一致。一些光受体(PpUVR8.1和PpC7Y1)、光信号转导因子(PpCOP1、PpCOP10和PpHY5、PpHYH)以及花色苷转运基因(PpGST1)是两个品种桃对紫外光敏感性差异的原因。研究发现MYB、bHLH、bZIP和NAC家族中的一些转录因子与花色苷结构基因共表达,可能参与紫外光调控桃果实花色苷的合成。4.进一步对UVB和UVA调控花色苷合成的分子机制进行探究,筛选了UVB受体PpUVR8.1和UVA受体PpCRY1,拟南芥突变体功能互补及紫外处理实验表明PpUVR8.1和PpCRY1能调控花色苷的生物合成。PpHY5同时参与了UVB和UVA调控下花色苷合成,这一调控过程分别为PpUVR8.1和PpCRY1依赖型。PpHY5具有自激活的特性,其可能通过识别花色苷合成相关基因启动子中 G-box 和 ACGT-containing element(ACE)来激活PpCHS、PpDFR和PpMYB10 和表达,PpHY5同源基因PpHYH在紫外诱导桃花色苷合成的过程中具有相似的功能。
【图文】：

序列,基因克隆,识别标准,质量值

即ＧＡＴＫ和ＧＢＳ进行（识别标准：（１）邋３５邋ｂｐ范围内连续出现的单碱基错配不逡逑超过３个；（２）经过序列深度标准化的ＳＮＰ质量值大于２．０。软件参数：ＦＳ邋２０．０逡逑ｗｉｎｄｏｗ邋２５）。图２．１为本试验ＳＮＰ分析的简化流程，涉及了十种不同组合方法，逡逑包括邋Ｔｒｉｎｉｔｙ邋ＧＡＴＫ，ＩＤＢＡ邋ＧＡＴＫ，ｏａｓｅｓ—ＧＡＴＫ邋，邋ＳＯＡＰｄｅｎｏｖｏ—ＧＡＴＫ，逡逑Ｔｒａｎｓ－ａｂｙｓｓ＿ＧＡＴＫ邋和邋Ｔｒｉｎｉｔｙ＿ＧＢＳ，邋ＩＤＢＡ—ＧＢＳ，，邋ｏａｓｅｓ—ＧＢＳ，邋ＳＯＡＰｄｅｎｏｖｏ＿ＧＢＳ，逡逑Ｔｒａｎｓ－ａｂｙｓｓ邋一邋ＧＢＳ。逡逑２．２．５基因克隆逡逑通过ＰＣＲ扩增和基因克隆对桃中花色苷生物合成相关基因中预测的ＳＮＰ进逡逑行验证，每个基因至少挑选１５个重组质粒进行测序，相关基因引物序列见表２．１。逡逑１３逡逑

转换类型,颠换,数目,数量统计

杂合型ＳＮＰ包括转换类型ＳＮＰ邋（Ｇ／Ａ，邋Ｃ／Ｔ）和颠换类型ＳＮＰ邋（Ｃ／Ａ，Ｃ／Ｇ，逡逑Ｔ／Ｇ，邋Ｔ／Ａ）。在两个样品杂合型ＳＮＰ中，我们发现转换类型（５９．９５°／。和６０．１３％）逡逑多于颠换类型（４０．０５％和３９．８７％）（图２．３）。Ｍａｕｇｈａｎ提出转换类型的ＳＮＰ是逡逑２３逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S662.1

【参考文献】