柑橘AN1基因（CsAN1）在柠檬酸积累中的作用及不同因素对CsAN1的表达影响
发布时间：2020-08-16 22:06
【摘要】：矮牵牛AN1是调控矮牵牛质膜型质子泵基因PhPH5表达的一个关键的bHLH转录因子,柑橘质膜型质子泵基因CsPH8是PhPH5的同源基因,其低表达是红暗柳橙(Citrus sinensis cv.Honganliu)低酸性状的重要原因。另一方面,前期实验室从柑橘基因组中分离到AN1同源基因(CsAN1),并发现CsAN1的低表达可能与CsPH8低表达有密切关系,但是它们之间的关系还不是很清楚。本实验首先以暗柳橙和红暗柳橙果实为材料,系统分析了果实发育过程中CsAN1、CsPH8和有机酸含量变化;然后又以8对柑橘品种为材料,分析它们果实中可滴定酸含量与CsAN1基因表达水平。通过以上研究,初步明确CsAN1的表达变化与CsPH8表达和有机酸含量变化之间的关系。最后又研究了活体和离体情况下不同因素对果实中的CsAN1、CsPH8基因表达水平和可滴定酸含量的影响,初步明确了一些条件变化对CsAN1基因表达水平的影响,以及进一步证实CsAN1基因表达变化对CsPH8表达和有机酸含量变化之间的关系。实验结果如下:1.暗柳橙与红暗柳橙果实发育过程中有机酸含量和CsAN1、CSPH8基因表达变化研究发现,暗柳橙与红暗柳橙果实内可滴定酸与柠檬酸含量均呈现先升高后降低的趋势,且暗柳橙中二者均显著高于红暗柳橙;CsAN1与CsPH8基因表达水平在暗柳橙与红暗柳橙果实发育过程也呈现先升高后降低的趋势,与可滴定酸、柠檬酸含量的变化趋势极其相似,且暗柳橙中的基因表达水平同样显著高于红暗柳橙。2.多品种柑橘果实中可滴定酸含量与CsAN1表达分析选取8对柑橘品种果实测定了可滴定酸含量与CsAN1基因表达水平,发现除奉节72-1脐橙与奉节72-1晚熟芽变这对品种之外,其余的可滴定酸含量与CsAN1表达水平呈正相关。3.活体情况下不同处理对CsAN1表达和可滴定酸含量的影响实验结果显示,对温州蜜柑果实增施较高含量的氮肥与钙肥能够提高CsAN1表达水平和可滴定酸含量,但增施磷、钾肥却不能显著提高CsAN1表达水平和可滴定酸含量。对温州蜜柑果实注射ABA(脱落酸)或干旱胁迫,均能够显著提高CsAN1和CsPH8表达水平和可滴定酸含量,而对温州蜜柑果实进行叶面喷施ABA,CsAN1和CsPH8基因表达水平、可滴定酸含量有所降低,但差异不明显。4.离体条件下不同处理对CsAN1表达和可滴定酸含量的影响实验采用温州蜜柑和i*柑果实进行汁胞组织培养,研究了温度、pH、矿质元素、NaCl胁迫对CsAN1基因表达水平的影响。温度处理中,随着处理温度增加,CsAN1基因表达呈现逐渐降低的趋势;pH处理中,pH4.8和pH6.8处理均显著降低了i*柑果实中CsAN1表达水平;温州蜜柑果实中CsAN1表达水平在pH4.8、pH5.8、pH6.8条件下均呈现先下降后升高的趋势,在pH7.8条件下呈现一直降低的趋势;矿质元素处理中,CsAN1表达水平在2Mg高于1/2Mg处理组,在2Ca高于1/2Ca处理组,在2N高于1/2N处理组,在2P低于1/2P处理组,在2K低于1/2K处理组;NaCl胁迫处理中,i*柑果实中CsAN1基因表达水平在5g、15g处理中呈现升高的趋势,10g、20g处理中呈现降低的趋势,且差异显著。综合以上结果表明:CsAN1的表达是很可能是通过影响CsPH8的表达而影响果实中的有机酸含量,且温度、pH、矿质元素、干旱、NaCl胁迫等外界环境因素对CsAN1表达水平有显著影响。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S666
【图文】：
α-酮戊二酸则在异柠檬酸脱氢酶（NADP-IDH）催化下转变生成。龚荣高等（2006）认为 PEPC 和 CS 是影响罗伯逊脐橙果实有机酸合成的主要酶，而IDH 则主要影响有机酸分解。其次 IDH 还可以诱导不同生境条件下，果实有机酸含量出现较大差异，在此方面起到一定作用的还有 PEPC 和细胞质 ACO。大量研究结果表明，CS、PEPC 和 NAD-IDH/Cyto-Aconitas 是影响t/溪蜜柚采后有机酸积累的关键酶（张小红等 2010）。有很多原因可以促使果实成熟后期有机酸含量的明显下降,其中包括有机酸作为基质参与了呼吸作用和糖异生作用（Koch 1978）、有机酸的合成速率小于分解速率（Sadka et al 2000）、水分的大量涌入与果实体积的增加等。柠檬酸的另一条利用途径由 Cercós 等得出，即柠檬酸先被代谢成异柠檬酸，然后是 2-氧、谷氨酸；谷氨酸一方面被用来生成谷氨酸盐,一方面通过 谷氨酸+H+→GABA+CO2进入 GABA 途径（GABA→半醛唬拍酸→玻泊酸）。
、葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性固形物、可滴定酸含量（图3-1，图 3-2）。实验结果显示，暗柳橙果实汁胞中的柠檬酸含量在这 5 个时期分别为 2.58mg.g-1FW，3.99 mg.g-1FW，4,65 mg.g-1FW，3.88 mg.g-1F 和 3.89 mg.g-1FW，红暗柳橙果实汁胞中的柠檬酸含量分别为 1.15 mg.g-1FW，0.92 mg.g-1FW
图 3-2 柑橘果实发育过程可溶性固形物与有机酸组分含量变化Fig.3-2 The change of organic acid and total soluble solids content during thedevelopment of citrus fruit3.1.2 CsAN1 与 CsPH8 基因表达变化本实验测定了 CsAN1 与 CsPH8 在暗柳橙和红暗柳橙汁胞发育过程中的表达情况（图 3-2）。实验结果显示，在暗柳橙与红暗柳橙果实发育期间，CsAN1 在这两种柑橘汁胞中的基因表达水平呈现逐渐上升的趋势，并在花后 165 天时达到高峰。在花后 165 至 207 天，CsAN1 在暗柳中的基因表达水平呈现逐渐下降的趋势，红暗柳橙中的 CsAN1 表达水平也呈现微弱的先升高后降低的趋势，且暗柳橙中的 CsAN1 基因表达水平明显高于红暗柳橙。此外，本实验发现 CsPH8 在暗
本文编号：2795013
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S666
【图文】：
α-酮戊二酸则在异柠檬酸脱氢酶（NADP-IDH）催化下转变生成。龚荣高等（2006）认为 PEPC 和 CS 是影响罗伯逊脐橙果实有机酸合成的主要酶，而IDH 则主要影响有机酸分解。其次 IDH 还可以诱导不同生境条件下，果实有机酸含量出现较大差异，在此方面起到一定作用的还有 PEPC 和细胞质 ACO。大量研究结果表明，CS、PEPC 和 NAD-IDH/Cyto-Aconitas 是影响t/溪蜜柚采后有机酸积累的关键酶（张小红等 2010）。有很多原因可以促使果实成熟后期有机酸含量的明显下降,其中包括有机酸作为基质参与了呼吸作用和糖异生作用（Koch 1978）、有机酸的合成速率小于分解速率（Sadka et al 2000）、水分的大量涌入与果实体积的增加等。柠檬酸的另一条利用途径由 Cercós 等得出，即柠檬酸先被代谢成异柠檬酸，然后是 2-氧、谷氨酸；谷氨酸一方面被用来生成谷氨酸盐,一方面通过 谷氨酸+H+→GABA+CO2进入 GABA 途径（GABA→半醛唬拍酸→玻泊酸）。
、葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性固形物、可滴定酸含量（图3-1，图 3-2）。实验结果显示，暗柳橙果实汁胞中的柠檬酸含量在这 5 个时期分别为 2.58mg.g-1FW，3.99 mg.g-1FW，4,65 mg.g-1FW，3.88 mg.g-1F 和 3.89 mg.g-1FW，红暗柳橙果实汁胞中的柠檬酸含量分别为 1.15 mg.g-1FW，0.92 mg.g-1FW
图 3-2 柑橘果实发育过程可溶性固形物与有机酸组分含量变化Fig.3-2 The change of organic acid and total soluble solids content during thedevelopment of citrus fruit3.1.2 CsAN1 与 CsPH8 基因表达变化本实验测定了 CsAN1 与 CsPH8 在暗柳橙和红暗柳橙汁胞发育过程中的表达情况（图 3-2）。实验结果显示，在暗柳橙与红暗柳橙果实发育期间，CsAN1 在这两种柑橘汁胞中的基因表达水平呈现逐渐上升的趋势，并在花后 165 天时达到高峰。在花后 165 至 207 天，CsAN1 在暗柳中的基因表达水平呈现逐渐下降的趋势，红暗柳橙中的 CsAN1 表达水平也呈现微弱的先升高后降低的趋势，且暗柳橙中的 CsAN1 基因表达水平明显高于红暗柳橙。此外，本实验发现 CsPH8 在暗
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本文编号：2795013
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