桃果肉质地和粘离核性状两个关键PpPG基因的表达和调控关系分析
发布时间：2020-07-11 21:51
【摘要】：果肉质地和粘离核是影响桃果实品质的重要因素,对消费者满意度、采后贮藏运输都有重要意义。桃果实成熟后软化快,贮藏期短,给桃果实销售增加压力。为了解决这一问题,本研究以大久保、08-9-106和08-9-107成熟过程中的桃果实为试材,确定08-9-106和08-9-107的粘/离核和肉质表型,同时基于基因克隆和转录组测序分析Ppa006857m和Ppa006839m之间的调控关系。本研究的主要内容和结论如下:1.以大久保、08-9-106和08-9-107为试材,分析了果实成熟后期中果皮果肉硬度变化、粘离核性状的形成以及中果皮和近核处果肉的乙烯释放和相关基因表达的变化。在果实中果皮中,大久保在成熟期果肉硬度下降快,乙烯释放明显,同期PpPG、PpACS1和PpYUC11相对表达量呈先升后降趋势;而08-9-106虽然果肉硬度下降较快,但没有明显的乙烯释放和乙烯合成相关基因(PpACS1和PpYUC11)的表达;08-9-107在成熟后期硬度下降不明显,没有检测到明显的乙烯释放和乙烯合成相关基因的表达。在近核处果肉中,大久保的果实表现为离核性状,同期检测到明显的乙烯释放和相关合成基因(主要为PpACS1)的表达;而08-9-106的果实也表现为离核,但乙烯释放和基因表达与中果皮类似,均无明显检出;08-9-107表现为粘核,虽然乙烯释放量和PpACS1表达较低。大久保属于依赖乙烯的离核溶质类型,08-9-106属于不依赖乙烯的离核溶质类型,08-9-107属于依赖乙烯的粘核硬质类型。桃果肉硬度的变化及粘离核性状的形成与PpPG基因的表达相关。2.以大久保、08-9-106和08-9-107桃果实为试材,克隆两个PpPG基因,进行统计分析,发现两个PpPG基因在桃果实的表达部位没有差异,基因Ppa006857m随着离核溶质桃果实成熟一直都是高表达,基因Ppa006839m随着粘核硬质桃果实成熟而表达增加。基因Ppa006857m高表达的情况下,基因Ppa006839m的表达相对的受到抑制,只有基因Ppa006857m不表达或者低表达的情况下,基因Ppa006839m才能相对高表达。这两个PpPG基因之间可能存在拮抗的关系。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S662.1
【图文】：
注释：图 2b 中，从左到右依次为大久保、08-9-106 和 08-9-107Fig. 2b The accession in from left to right was Okubo、08-9-106 and 08-9-107，respectively图 2 不同桃种质果实成熟过程中果肉硬度变化（a）及粘离核性状（b）Fig. 2 Changes in firmness (a) and adhesion traits (b) of Okubo、08-9-106 and 08-9-107 during ripening of peach fruit2.3.1.2 桃果实成熟后期果核外观由图 2b 的直接观察可知，大久保和 08-9-106 的桃果肉与果核分离，属于离核类型；08-9-10的桃果肉与果核粘连，属于粘核类型。结合 3 份种质果实成熟期的果肉硬度和果实横切面观察，判定大久保和 08-9-106 属于离核溶质类型，08-9-107 属于粘核硬质（或不溶质）类型。2.3.2 乙烯释放对中果皮果肉硬度变化和粘离核性状形成的影响PpPG 基因的表达受到乙烯的诱导（Goffreda，1992），为了分析 3 份桃种质果肉硬度变化及粘/离性状差异的原因，测定了桃果实成熟后期中果皮和近核果肉的乙烯释放速率（图 3）。由图3a 发现，桃 08-9-107 中果皮果肉的乙烯释放在花后 92~108 d 维持在较低水平，乙烯释放速率在0.54~7.22 nL/（g·h）之间变化。在 2 个溶质桃类型中，大久保中果皮果肉在花后 92~103 d 缓慢释放乙烯，之后乙烯释放速率增大，到花后 108 d 乙烯释放量达到 42.26 nL/（g·h），是花后 9
测定了桃果实成熟后期中果皮和近核果肉的乙烯释放速率（图 3）。由图3a 发现，桃 08-9-107 中果皮果肉的乙烯释放在花后 92~108 d 维持在较低水平，乙烯释放速率在0.54~7.22 nL/（g·h）之间变化。在 2 个溶质桃类型中，大久保中果皮果肉在花后 92~103 d 缓慢释放乙烯，之后乙烯释放速率增大，到花后 108 d 乙烯释放量达到 42.26 nL/（g·h），是花后 92d 的 15.31 倍；而另外一个溶质桃 08-9-106 的中果皮果肉乙烯释放量却维持在极低的水平，花后92~108 d 在 0.26~2.20 nL/（g·h）波动。该结果暗示，桃 08-9-106 中果皮果肉 PG 基因的表达变化和硬度的下降与其乙烯释放无关。a b图 3 不同桃种质果实中果皮（a）和近核果肉（b）乙烯释放速率的变化
二者 CDS 序列仅存在 5 个 SNP 差异，因此本研究中设计了兼并引物，对这对 PpPG 基因进行了表达分析。由图4a 可知，在中果皮果肉中，桃大久保和 08-9-106 的 PpPG 基因表达较高，但峰值出现的时间存在差异，大久保为花后 98 d 到 103 d；而 08-9-106 为花后 103 d。在果实成熟后期，桃 08-9-107 的中果皮果肉中 PpPG 基因的表达始终维持在较低的水平。由图 4b 可知，在近核果肉处，桃大久保和 08-9-106 的 PpPG 基因表达规律与其在中果皮果肉类似；而桃 08-9-107 近核果肉处的 PpPG基因表达量依然较低。分析基因表达与表型的关系，证实 PG 基因的表达是导致 3 份种质中果皮硬度变化和粘离核性状形成的主要原因。图 4 不同桃种质果实成熟后期中果皮（a）和近核处果肉（b）PpPG 相对表达量Fig. 4 Expression level of PpPG in mesocarp (a) and flesh near endocarp (b) during Okubo、08-9-106 and 08-9-107fruits ripening2.3.4 相关基因表达分析验证果实乙烯释放速率的变化为进一步从分子水平揭示 3 份桃种质果实成熟后期乙烯释放速率差异的内在机制，本研究选
本文编号：2750977
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S662.1
【图文】：
注释：图 2b 中，从左到右依次为大久保、08-9-106 和 08-9-107Fig. 2b The accession in from left to right was Okubo、08-9-106 and 08-9-107，respectively图 2 不同桃种质果实成熟过程中果肉硬度变化（a）及粘离核性状（b）Fig. 2 Changes in firmness (a) and adhesion traits (b) of Okubo、08-9-106 and 08-9-107 during ripening of peach fruit2.3.1.2 桃果实成熟后期果核外观由图 2b 的直接观察可知，大久保和 08-9-106 的桃果肉与果核分离，属于离核类型；08-9-10的桃果肉与果核粘连，属于粘核类型。结合 3 份种质果实成熟期的果肉硬度和果实横切面观察，判定大久保和 08-9-106 属于离核溶质类型，08-9-107 属于粘核硬质（或不溶质）类型。2.3.2 乙烯释放对中果皮果肉硬度变化和粘离核性状形成的影响PpPG 基因的表达受到乙烯的诱导（Goffreda，1992），为了分析 3 份桃种质果肉硬度变化及粘/离性状差异的原因，测定了桃果实成熟后期中果皮和近核果肉的乙烯释放速率（图 3）。由图3a 发现，桃 08-9-107 中果皮果肉的乙烯释放在花后 92~108 d 维持在较低水平，乙烯释放速率在0.54~7.22 nL/（g·h）之间变化。在 2 个溶质桃类型中，大久保中果皮果肉在花后 92~103 d 缓慢释放乙烯，之后乙烯释放速率增大，到花后 108 d 乙烯释放量达到 42.26 nL/（g·h），是花后 9
测定了桃果实成熟后期中果皮和近核果肉的乙烯释放速率（图 3）。由图3a 发现，桃 08-9-107 中果皮果肉的乙烯释放在花后 92~108 d 维持在较低水平，乙烯释放速率在0.54~7.22 nL/（g·h）之间变化。在 2 个溶质桃类型中，大久保中果皮果肉在花后 92~103 d 缓慢释放乙烯，之后乙烯释放速率增大，到花后 108 d 乙烯释放量达到 42.26 nL/（g·h），是花后 92d 的 15.31 倍；而另外一个溶质桃 08-9-106 的中果皮果肉乙烯释放量却维持在极低的水平，花后92~108 d 在 0.26~2.20 nL/（g·h）波动。该结果暗示，桃 08-9-106 中果皮果肉 PG 基因的表达变化和硬度的下降与其乙烯释放无关。a b图 3 不同桃种质果实中果皮（a）和近核果肉（b）乙烯释放速率的变化
二者 CDS 序列仅存在 5 个 SNP 差异，因此本研究中设计了兼并引物，对这对 PpPG 基因进行了表达分析。由图4a 可知，在中果皮果肉中，桃大久保和 08-9-106 的 PpPG 基因表达较高，但峰值出现的时间存在差异，大久保为花后 98 d 到 103 d；而 08-9-106 为花后 103 d。在果实成熟后期，桃 08-9-107 的中果皮果肉中 PpPG 基因的表达始终维持在较低的水平。由图 4b 可知，在近核果肉处，桃大久保和 08-9-106 的 PpPG 基因表达规律与其在中果皮果肉类似；而桃 08-9-107 近核果肉处的 PpPG基因表达量依然较低。分析基因表达与表型的关系，证实 PG 基因的表达是导致 3 份种质中果皮硬度变化和粘离核性状形成的主要原因。图 4 不同桃种质果实成熟后期中果皮（a）和近核处果肉（b）PpPG 相对表达量Fig. 4 Expression level of PpPG in mesocarp (a) and flesh near endocarp (b) during Okubo、08-9-106 and 08-9-107fruits ripening2.3.4 相关基因表达分析验证果实乙烯释放速率的变化为进一步从分子水平揭示 3 份桃种质果实成熟后期乙烯释放速率差异的内在机制，本研究选
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1 韩晴;桃果肉质地和粘离核性状两个关键PpPG基因的表达和调控关系分析[D];中国农业科学院;2019年
本文编号：2750977
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