乙烯合成关键基因ZjACO及相关调控基因与狗头枣果实成熟关系的研究

发布时间：2020-11-11 22:42

　　 枣经济价值高,栽培面积广泛,是农业经济的重要组成部分。枣果的品质直接影响其经济价值,而果实成熟度与枣果品质密切相关。乙烯被明确认为是调控果实成熟的主要因素。目前乙烯合成相关基因以及乙烯受体基因参与果实成熟调控的研究已取得重要进展,但对其参与果实成熟的分子调控机制尚不明确。本研究以陕西延川的“狗头枣”果实为材料,分析其7个不同生长发育时期的果皮颜色的变化,辅助判断枣果的成熟度;克隆出狗头枣ZjACO1基因,同时在枣基因组数据库中比对到2个同源基因ZjACO2和ZjACO3,对其启动子序列进行分析,预测了潜在的相关基因,并对这些基因在狗头枣果实发育7个不同时期的表达水平进行了检测。主要实验结果如下:1.枣果色差分析显示,狗头枣在生长发育成熟过程中,果皮颜色的变化规律主要呈现由青色(蓝绿叠加色)变枣红色(红黄叠加色)的过程,说明狗头枣果实的成熟外观表征是由青色向枣红色变化的。2.ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3在枣果实7个不同发育期的基因表达量检测显示:ZjACO1-ZjACO3的相对表达量与果实成熟度呈显著正相关,ZjACO1的相关性最高。为了验证枣果实7个不同生长发育成熟过程中ZjACO1基因的功能,利用农杆菌转化法,建立遗传转化体系,诱导出狗头枣转基因愈伤组织。3.乙烯受体基因ZjERS1、ZjERS2、ZjETI、ZjETR1和ZjETR2在枣果实7个不同发育时期的基因表达量结果表明:ZjETR1在狗头枣果实中未检测到表达量,ZjETR2与枣果成熟呈正相关;ZjERS1、ZjERS2和ZjETI与果实成熟负相关,这表明ZjETR2是乙烯调节枣果成熟潜在的受体基因。4.本研究从枣基因组内分别寻找到ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的2000 bp序列作为相应的启动子区域,并对其顺式作用元件预测分析,显示含有乙烯应答元件ERE、水杨酸应答元件TCA-element、生长素应答元件TGA-element、干旱应答元件MBS、HD-Zip和W-box等元件。由于ERF是特异性响应乙烯信号的转录因子、HD-Zip和TCP家族基因是参与逆境胁迫相应的转录因子,因此ERF、HD-Zip和TCP三个家族基因可能作为潜在的调控ACO基因表达的转录因子。5.ERF、HD-Zip和TCP在枣果实7个不同发育时期的基因表达量结果显示:ZjTCP19与狗头枣果实成熟相关性较高;ZjHD-Zip1和ZjHD-Zip6表达与果实成熟呈显著正相关(P≤0.01),ZjHD-Zip2和ZjHD-Zip4表达与果实成熟呈显著负相关(P≤0.01),ZjERF1与狗头枣果实的成熟呈显著正相关(P≤0.01),完熟期稍有下降,推测ZjERF1与乙烯调控狗头枣果实成熟有关;ZjERF3与狗头枣果实成熟呈显著负相关(P≤0.01),推测ZjERF3可能参与了延缓狗头枣果实成熟的调控。综上所述,在枣果实7个发育成熟过程中,ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的表达与枣果实成熟呈正相关;ZjETR2基因的表达与枣果实成熟呈正相关,ZjERS1和ZjETI基因的表达与果实成熟呈负相关;ZjTCP19、ZjHD-Zip1、ZjHD-Zip6和ZjERF3可能通过参与乙烯的合成或乙烯信号转导来调控狗头枣果实成熟。果实成熟过程并不是受单一因素的调控,本研究初步显示狗头枣果的成熟可能通过调控枣ACO基因的表达进而影响乙烯的合成,并通过调控乙烯受体的表达,以及转录因子调控乙烯生物合成,或其参与乙烯信号转导来调控果实成熟。本研究通过基因调控的策略对狗头枣果实成熟机制进行了初探,为狗头枣果实的储存以及保鲜提供参考依据,以及为利用分子育种手段选育高品质狗头枣品种提供了理论参考依据。
【学位单位】：延安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S665.1
【部分图文】：

图 1-1 乙烯生物合成途径Figure 1-1 Ethylene biosynthesis pathwaCC 氧化酶（ACO）催化下形成乙C 含量有着密切的关系。这在跃和 ACC 合成酶（ACS）是乙烯合吸跃变两种不同类型的作物中，CS 催化合成反应这一系列反应中乙烯信号转导机制的研究尚不明烯受体，拟南芥和番茄的遗传分。乙烯信号转导模型已通过模式与 ETR 受体结合后，与受体下端复合体；位于 CTR 受体下端的

析O 基因家族系统发育分析枣 ZjACO 基因的进化关系以及所具有的功能（如图 2-发现枣 ZjACO1 和 ZjACO2 与番茄 LeACO4 和 LeACO在一起，推测 ZjACO1 和 ZjACO2 与 LeACO4 和 LeACO化上可能经历了相同的历程且可能具有相似的功能果实的成熟其表达量不断地增加；LeACO2 在果实中不达较高，随着果实的成熟表达量受到抑制；LeACO4 在着果实的成熟表达量下降；LeACO5 在果实中的表达模式CO1 和 ZjACO2 可能在果实成熟中扮演着重要的作用，Z，但具体模式尚不清楚。

第二章 狗头枣 ZjACO1 基因克隆与表达分析2.3.2 ZjACO 基因家族启动子序列分析对冬枣 ZjACO1-ZjACO3 基因 2000 bp 的启动子序列进行分析（图 2-2），枣ZjACO1 包括 4 个乙烯应答元件 ERE、1 个水杨酸应答元件 TCA-element、1 个生长素应答元件 TGA-element、2 个干旱应答元件 MBS、1 个叶肉细胞相关的元件 HD-zip（CAAT(A/T)ATTG）、4 个 DNA 绑定元件 Box、W-box 和 4 个厌氧感应元件 ARE。ZjACO2 含有 1 个乙烯应答元件 ERE、2 个茉莉酸甲酯应答元件 CGTCA-motif、1个干旱应答元件和 2 个 B-box 应答元件。ZjACO3 含有 3 个乙烯应答元件 ERE、1个水杨酸应答元件 TCA-element、1 个脱落酸应答元件和 1 个 W-box 应答元件。根据启动子元件分析，推测狗头枣 ZjACO1、ZjACO2 和 ZjACO3 与枣果生长抗逆过程和果实发育成熟过程有密切的关系。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李孜洋;申连英;王晓玲;孙晨霞;;枣果实品质鉴定因子数据的预处理研究[J];湖北农业科学;2016年22期

2 王学文;;生物有机肥对枣果实品质的影响[J];吉林农业;2017年18期

3 丁薪源;王睿;袁树枝;李丽莉;王姣;曹建康;;冬枣果实苯丙氨酸解氨酶酶学特性的研究[J];食品科技;2015年02期

4 王晓荣;魏朔南;李薇薇;;基于高效液相色谱法分析沙枣果实的研究[J];陕西农业科学;2013年04期

5 陈国辉;;冬枣果实中硼、磷、钾含量的分析[J];农技服务;2010年05期

6 王文雅;芮玉奎;;冬枣果实中稀土元素含量研究[J];北方园艺;2008年09期

7 宗亦臣,王贵禧,冯双庆;气调贮藏过程中冬枣果实的几种生理变化[J];林业科学研究;2005年03期

8 王军,辛玉成,李宝笃,侯磊,王贵禧;冬枣果实发病前后几种内含物含量变化的初步研究[J];莱阳农学院学报;2005年02期

9 王淑静;屠震栋;刘世增;;沙枣低度甜酒研制试验[J];甘肃林业科技;1988年03期

10 尉芹,周富华,周轩;沙枣和花棒的化学成分分析[J];西北林学院学报;1989年02期

相关博士学位论文 前5条

1 马庆华;不同产地冬枣遗传品质差异及其栽培技术研究[D];北京林业大学;2007年

2 张春梅;枣糖酸代谢及其驯化的分子机制研究[D];西北农林科技大学;2016年

3 王雅;沙枣果实可食部分活性物质提取及抗氧化、抗肿瘤作用研究[D];西北农林科技大学;2012年

4 赵勇钢;外源硒补给与水肥联合调控对红枣品质及产量的影响[D];中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）;2011年

5 李红卫;冬枣采后衰老调控与乙醇积累机理的研究[D];中国农业大学;2003年

相关硕士学位论文 前10条

1 祖欢欢;乙烯合成关键基因ZjACO及相关调控基因与狗头枣果实成熟关系的研究[D];延安大学;2019年

2 杜艺璇;避雨棚、枣丰宝和克裂一号对壶瓶枣果实发育及品质的影响[D];山西农业大学;2018年

3 李欢;枣果实成熟软化的细胞壁物质代谢及其基因表达研究[D];西北农林科技大学;2017年

4 林丽;冬枣果实对不同贮藏条件的生理反应及耐贮性研究[D];中国科学院研究生院（植物研究所）;2004年

5 蒲小秋;枣果实糖积累和代谢酶活性变化及其基因表达的研究[D];塔里木大学;2017年

6 吕燕荣;枣果实β-半乳糖苷酶和木葡聚糖内糖基转移酶基因的克隆及表达分析[D];西北农林科技大学;2011年

7 努尔墩麦麦提尼亚孜;新疆沙枣果实品质考察[D];新疆医科大学;2009年

8 姚宝花;枣果实糖积累生理机制的研究[D];山西农业大学;2014年

9 张回春;枣果实品质信息的分词及服务平台的设计与开发[D];河北农业大学;2014年

10 岳子石;枣果实微生物与枣缩果病关系及其相关研究[D];西北农林科技大学;2015年

本文编号：2879851