枣果实成熟的呼吸生理特征及其分子调控研究
发布时间：2021-01-31 15:45
枣（Ziziphus jujuba Mill.）是我国重要的传统特色果树,在过去的20年里,鲜食枣产业发展迅速、经济效益显著,但由于鲜枣不耐贮藏、货架期短和采后损失等问题,严重制约了鲜枣的市场供应和效益。长期以来,对枣果实成熟的呼吸类型存有争议,对其成熟调控的分子机制缺乏认识。因此,本研究旨在明确枣果实成熟的呼吸生理特征及其分子调控机理,对于深化理解枣果实品质形成和保持的分子机制,以及对鲜食枣果实适时采收、贮藏保鲜、冷链运输与销售等环节的技术提升都具有重要意义。本研究以当前主栽鲜食品种‘冬枣’为研究对象,研究两种主要成熟调控激素——乙烯和脱落酸（ABA）在果实发育、成熟、采后贮藏和外源激素处理下的动态规律;基于枣基因组数据和生物信息学分析手段,鉴别激素合成、代谢和信号转导通路的关键基因;利用荧光实时定量PCR技术研究基因的时空表达规律;利用转录组测序技术构建枣果实成熟的调控网络。取得的主要研究结论如下:1.冬枣果实的成熟始于白熟期,在全红期达到完全成熟。在正常成熟、白熟期采后贮藏和响应100μL L-1外源乙烯处理后,冬枣果实的呼吸速率和乙烯释放量变化均无明显跃变...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 枣果实成熟研究概况
1.2 乙烯调控果实成熟研究进展
1.2.1 乙烯合成和信号转导通路
1.2.2 乙烯调控跃变型果实成熟的作用机制
1.2.3 乙烯调控非跃变型果实成熟的研究进展
1.3 乙烯应答因子ERF的研究进展
1.3.1 AP2/ERF基因简介
1.3.2 AP2/ERF基因的功能研究概况
1.4 脱落酸调控果实成熟研究进展
1.4.1 脱落酸的生物合成、代谢与信号转导通路
1.4.2 脱落酸在果实成熟中的作用及其合成与代谢调控机制
1.4.3 脱落酸关联的成熟过程和果实成熟调控网络
1.5 本研究的目的和意义
1.6 技术路线
第二章 乙烯调控枣果实成熟的生理特征和分子机制
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 主要仪器和试剂
2.1.3 试验方法
2.1.4 统计分析
2.2 结果与分析
2.2.1 冬枣果实发育与成熟的生物学特征
2.2.2 枣果实采后贮藏期间的呼吸速率和乙烯释放量变化
2.2.3 外源乙烯和1-MCP处理后白熟期冬枣果实的生理变化
2.2.4 乙烯通路基因的鉴别和系统发育分析
2.2.5 乙烯通路基因在冬枣果实不同发育阶段的表达规律
2.2.6 乙烯通路基因响应外源乙烯和1-MCP处理的表达
2.3 讨论
2.3.1 枣果实的非跃变型成熟特征
2.3.2 乙烯通路基因响应果实成熟和外源乙烯处理的表达模式
2.3.3 1-MCP处理对枣果实成熟和基因表达的影响
2.4 小结
第三章 枣果实成熟关联的乙烯应答因子ERF基因鉴别
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 主要仪器和试剂
3.1.3 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 基因鉴别
3.2.2 序列特征分析
3.2.3 系统发育分析
3.2.4 保守基序鉴别
3.2.5 染色体定位和同源性分析
3.2.7 组织差异表达
3.2.8 枣AP2/ERF基因在果实发育和成熟过程中的表达规律
3.2.9 枣AP2/ERF基因响应外源乙烯处理的表达规律
3.3 讨论
3.3.1 枣AP2/ERF基因的生物信息学特征
3.3.2 枣AP2/ERF基因的表达规律和成熟关联基因的功能预测
3.4 小结
第四章 枣果实成熟过程中的脱落酸动态及其通路基因表达
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 主要仪器和试剂
4.1.3 试验方法
4.1.4 统计分析
4.2 结果与分析
4.2.1 ABA在枣果实成熟过程中的动态规律
4.2.2 ABA通路基因鉴别
4.2.3 关键基因家族的系统发育分析
4.2.4 组织差异性表达
4.2.5 ABA合成通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.6 ABA代谢通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.7 ABA信号转导通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.8 ABA通路相关基因表达的热图分析
4.3 讨论
4.3.1 ABA在冬枣果实发育与成熟过程中的动态规律
4.3.2 ABA合成与代谢通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.3.3 ABA信号转导通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.4 小结
第五章 脱落酸在枣果实成熟中的作用及其调控网络
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 主要仪器和试剂
5.1.3 试验方法
5.1.4 统计分析
5.2 结果与分析
5.2.1 冬枣果实响应外源ABA和NDGA处理后的生理变化
5.2.2 转录组测序数据分析和差异基因鉴别
5.2.3 差异基因的GO和Pathway功能注释
5.2.4 外源ABA和NDGA处理诱导的冬枣果实代谢通路基因表达变化
5.2.5 外源ABA和NDGA处理诱导的冬枣果实激素通路基因表达
5.2.6 响应外源ABA和NDGA处理的关键转录因子鉴别
5.2.7 转录组表达数据验证
5.3 讨论
5.3.1 白熟期冬枣果实响应外源ABA和NDGA处理的生理变化
5.3.2 ABA修饰枣果实成熟代谢相关基因的表达
5.3.3 枣果实成熟调控网络
5.4 小结
第六章 全文结论
6.1 结论
6.2 创新点
参考文献
附录
缩略词
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]枣不同品种和果实不同部位糖积累及相关酶活性[J]. 李洁,姚宝花,宋宇琴,李六林. 林业科学. 2017(12)
[2]脱落酸调控非跃变型果实成熟的分子机制研究进展[J]. 罗自生,李栋栋,蒋蕾,黄凯美. 食品安全质量检测学报. 2015(11)
[3]中国枣生产与科研成就及前沿进展[J]. 刘孟军,王玖瑞,刘平,赵锦,赵智慧,代丽,李宪松,刘志国. 园艺学报. 2015(09)
[4]番茄果实成熟相关转录因子的研究进展[J]. 汪莹,孔俊花,陈微微,周婷,赖童飞. 园艺学报. 2014(09)
[5]植物ABA受体及其介导的信号转导通路[J]. 易文凯,王佳,杨辉,田云,卢向阳. 植物学报. 2012(05)
[6]Functions and Application of the AP2/ERF Transcription Factor Family in Crop Improvement[J]. Zhao-Shi Xu,Ming Chen,Lian-Cheng Li and You-Zhi Ma~* National Key Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement(NFCRI),Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding,Ministry of Agriculture,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agriculture Sciences(CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(07)
[7]不同贮藏方式对新疆梨枣采后生理和贮藏效果的影响[J]. 潘俨,车凤斌,张惠玲,肖雷,胡柏文,李萍,张婷. 新疆农业科学. 2010(05)
[8]灵武长枣果实发育成熟期生理生化变化[J]. 魏天军,窦云萍. 中国农学通报. 2008(04)
[9]1-MCP处理对冬枣冷藏中生理变化及保鲜效果的研究[J]. 陈延,饶景萍,左俊,李孔文,刘鹏礼. 西北农业学报. 2006(03)
[10]低温冷藏下的冬枣某些生理指标变化和保鲜效应[J]. 张玮,饶景萍,李孔文,李伟,吴亚敏. 植物生理学通讯. 2006(02)
博士论文
[1]FERLs/SnRK2s蛋白激酶参与果实成熟调控的信号转导机理研究[D]. 贾美茹.中国农业大学 2017
[2]西瓜果实成熟乙烯调控的生理及分子机制初探[D]. 周明.中国农业科学院 2017
[3]苹果乙烯应答因子ERF调控果实成熟过程中乙烯合成的机理研究[D]. 李通.沈阳农业大学 2017
[4]苹果果实发育及成熟进程中乙烯发生的信号转导机制[D]. 李兴亮.中国农业大学 2014
[5]冬枣采后衰老调控与乙醇积累机理的研究[D]. 李红卫.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]枣果实成熟软化的细胞壁物质代谢及其基因表达研究[D]. 李欢.西北农林科技大学 2017
本文编号：3011162
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 枣果实成熟研究概况
1.2 乙烯调控果实成熟研究进展
1.2.1 乙烯合成和信号转导通路
1.2.2 乙烯调控跃变型果实成熟的作用机制
1.2.3 乙烯调控非跃变型果实成熟的研究进展
1.3 乙烯应答因子ERF的研究进展
1.3.1 AP2/ERF基因简介
1.3.2 AP2/ERF基因的功能研究概况
1.4 脱落酸调控果实成熟研究进展
1.4.1 脱落酸的生物合成、代谢与信号转导通路
1.4.2 脱落酸在果实成熟中的作用及其合成与代谢调控机制
1.4.3 脱落酸关联的成熟过程和果实成熟调控网络
1.5 本研究的目的和意义
1.6 技术路线
第二章 乙烯调控枣果实成熟的生理特征和分子机制
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 主要仪器和试剂
2.1.3 试验方法
2.1.4 统计分析
2.2 结果与分析
2.2.1 冬枣果实发育与成熟的生物学特征
2.2.2 枣果实采后贮藏期间的呼吸速率和乙烯释放量变化
2.2.3 外源乙烯和1-MCP处理后白熟期冬枣果实的生理变化
2.2.4 乙烯通路基因的鉴别和系统发育分析
2.2.5 乙烯通路基因在冬枣果实不同发育阶段的表达规律
2.2.6 乙烯通路基因响应外源乙烯和1-MCP处理的表达
2.3 讨论
2.3.1 枣果实的非跃变型成熟特征
2.3.2 乙烯通路基因响应果实成熟和外源乙烯处理的表达模式
2.3.3 1-MCP处理对枣果实成熟和基因表达的影响
2.4 小结
第三章 枣果实成熟关联的乙烯应答因子ERF基因鉴别
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 主要仪器和试剂
3.1.3 试验方法
3.2 结果与分析
3.2.1 基因鉴别
3.2.2 序列特征分析
3.2.3 系统发育分析
3.2.4 保守基序鉴别
3.2.5 染色体定位和同源性分析
3.2.7 组织差异表达
3.2.8 枣AP2/ERF基因在果实发育和成熟过程中的表达规律
3.2.9 枣AP2/ERF基因响应外源乙烯处理的表达规律
3.3 讨论
3.3.1 枣AP2/ERF基因的生物信息学特征
3.3.2 枣AP2/ERF基因的表达规律和成熟关联基因的功能预测
3.4 小结
第四章 枣果实成熟过程中的脱落酸动态及其通路基因表达
4.1 材料与方法
4.1.1 试验材料
4.1.2 主要仪器和试剂
4.1.3 试验方法
4.1.4 统计分析
4.2 结果与分析
4.2.1 ABA在枣果实成熟过程中的动态规律
4.2.2 ABA通路基因鉴别
4.2.3 关键基因家族的系统发育分析
4.2.4 组织差异性表达
4.2.5 ABA合成通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.6 ABA代谢通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.7 ABA信号转导通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.2.8 ABA通路相关基因表达的热图分析
4.3 讨论
4.3.1 ABA在冬枣果实发育与成熟过程中的动态规律
4.3.2 ABA合成与代谢通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.3.3 ABA信号转导通路基因在枣果实成熟过程中的表达规律
4.4 小结
第五章 脱落酸在枣果实成熟中的作用及其调控网络
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料
5.1.2 主要仪器和试剂
5.1.3 试验方法
5.1.4 统计分析
5.2 结果与分析
5.2.1 冬枣果实响应外源ABA和NDGA处理后的生理变化
5.2.2 转录组测序数据分析和差异基因鉴别
5.2.3 差异基因的GO和Pathway功能注释
5.2.4 外源ABA和NDGA处理诱导的冬枣果实代谢通路基因表达变化
5.2.5 外源ABA和NDGA处理诱导的冬枣果实激素通路基因表达
5.2.6 响应外源ABA和NDGA处理的关键转录因子鉴别
5.2.7 转录组表达数据验证
5.3 讨论
5.3.1 白熟期冬枣果实响应外源ABA和NDGA处理的生理变化
5.3.2 ABA修饰枣果实成熟代谢相关基因的表达
5.3.3 枣果实成熟调控网络
5.4 小结
第六章 全文结论
6.1 结论
6.2 创新点
参考文献
附录
缩略词
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]枣不同品种和果实不同部位糖积累及相关酶活性[J]. 李洁,姚宝花,宋宇琴,李六林. 林业科学. 2017(12)
[2]脱落酸调控非跃变型果实成熟的分子机制研究进展[J]. 罗自生,李栋栋,蒋蕾,黄凯美. 食品安全质量检测学报. 2015(11)
[3]中国枣生产与科研成就及前沿进展[J]. 刘孟军,王玖瑞,刘平,赵锦,赵智慧,代丽,李宪松,刘志国. 园艺学报. 2015(09)
[4]番茄果实成熟相关转录因子的研究进展[J]. 汪莹,孔俊花,陈微微,周婷,赖童飞. 园艺学报. 2014(09)
[5]植物ABA受体及其介导的信号转导通路[J]. 易文凯,王佳,杨辉,田云,卢向阳. 植物学报. 2012(05)
[6]Functions and Application of the AP2/ERF Transcription Factor Family in Crop Improvement[J]. Zhao-Shi Xu,Ming Chen,Lian-Cheng Li and You-Zhi Ma~* National Key Facility of Crop Gene Resources and Genetic Improvement(NFCRI),Key Laboratory of Crop Genetics and Breeding,Ministry of Agriculture,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agriculture Sciences(CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2011(07)
[7]不同贮藏方式对新疆梨枣采后生理和贮藏效果的影响[J]. 潘俨,车凤斌,张惠玲,肖雷,胡柏文,李萍,张婷. 新疆农业科学. 2010(05)
[8]灵武长枣果实发育成熟期生理生化变化[J]. 魏天军,窦云萍. 中国农学通报. 2008(04)
[9]1-MCP处理对冬枣冷藏中生理变化及保鲜效果的研究[J]. 陈延,饶景萍,左俊,李孔文,刘鹏礼. 西北农业学报. 2006(03)
[10]低温冷藏下的冬枣某些生理指标变化和保鲜效应[J]. 张玮,饶景萍,李孔文,李伟,吴亚敏. 植物生理学通讯. 2006(02)
博士论文
[1]FERLs/SnRK2s蛋白激酶参与果实成熟调控的信号转导机理研究[D]. 贾美茹.中国农业大学 2017
[2]西瓜果实成熟乙烯调控的生理及分子机制初探[D]. 周明.中国农业科学院 2017
[3]苹果乙烯应答因子ERF调控果实成熟过程中乙烯合成的机理研究[D]. 李通.沈阳农业大学 2017
[4]苹果果实发育及成熟进程中乙烯发生的信号转导机制[D]. 李兴亮.中国农业大学 2014
[5]冬枣采后衰老调控与乙醇积累机理的研究[D]. 李红卫.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]枣果实成熟软化的细胞壁物质代谢及其基因表达研究[D]. 李欢.西北农林科技大学 2017
本文编号：3011162
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