低温和桃胶涂膜对桃果实采后成熟衰老的调控及其机制

发布时间：2021-04-14 05:03

　　低温贮藏被广泛应用于延长桃果实的货架期。然而,其影响果实采后成熟和衰老的分子机制尚不清楚。本研究对两个不同遗传背景的桃品种（‘天仙红’和‘锦绣’）进行在低温贮藏过程中转录组和代谢组学的综合研究,以期更深入地了解桃果实对长时间低温贮藏的生理和分子响应。涂膜保鲜不仅具有安全、营养和环保等特点,还可以减少贮藏果实水分的损失和延缓成熟衰老,提高果皮的抗菌性能,因而成为热门果实保鲜技术。为了探究桃胶作为可食性涂膜底料在延缓果实采后成熟软化方面的潜力,我们研究了桃胶涂膜对在低温贮藏桃果实贮藏性能和转录组方面的影响。另外,我们发现ID为Prupe.1G220700的基因在‘天仙红’和‘锦绣’两个品种的低温贮藏过程中都显著上调表达,而桃胶处理后,其表达量降低。Prupe.1G220700属于一个SWEET（Sugars Will Eventually be Exported Transporters）基因,与拟南芥At SWEET15基因拥有最高同源性（59.84%）,我们将其命名为Pp SWEET15。推测这个基因可能在桃的低温贮藏过程中发挥着重要作用,因此对其所在基因家族进行了生物信息学和基因表达... 

【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

低温贮藏过程中不同阶段的‘天仙红’与‘锦绣’A-C：‘天仙红’低温贮藏1d、14d、22d；D-F：‘锦绣’低温贮藏1d、14d、26d

低温和桃胶涂膜对桃果实采后成熟衰老的调控及其机制29图2-2‘天仙红’与‘锦绣’低温贮藏过程中的乙烯释放量与硬度变化A,B：‘天仙红’与‘锦绣’的乙烯释放速率，乙烯的释放速率用平均值±SE表示，单位为ngkg-1s-1，3个生物学重复；C,D：‘天仙红’与‘锦绣’的硬度变化，果实硬度用平均值±SE表示，单位为N。不同数据标签代表用邓肯(Duncan)多重比较法在P<0.05水平上显著差异。Fig.2-2EthyleneproductionandfruitfirmnessofTXHandJXstoredat5℃A,B:EthyleneproductionofTXHandJX.Therateofethyleneproductionwasexpressedasngkg-1s-1andpresentedasthemean±SEofthreeindependentbiologicalreplicates;C,D:FruitfirmnessofTXHandJX.Fruitfirmnesswasexpressedas‘N’andpresentedasthemean±SE.ValueswithdifferentlettersaresignificantlydifferentaccordingtoaDuncan-testatp<0.05.3.2桃果实不同贮藏期的基因表达模式在这18个测序样品中，平均每个文库产生了62420304个rawreads，其中cleanreads占96-97%，并且77-82%的cleanreads可以比对到桃基因组（附表2）。其中特异比对到桃基因组的reads占70-77%，多位置比对到桃基因组的reads占2-7%。在这18个测序样品中，共检测到21648个基因的表达（FPKM>0）。表2-1不同比对组差异基因概况Table2-1SummaryofDEGsinthecomparisongroups差异基因数目基因上调表达最大倍数基因下调表达最大倍数基因差异表达倍数≥5基因差异表达倍数<3JX2/JX11099ppa015337m.g(10.41)ppa025024m.g(-9.26)64(5.82%)743(67.61%)JX3/JX2274ppa024941m.g(10.15)ppa015571m.g(-4.74)32(11.68%)162(59.12%)TXH2/TXH1926ppa004076m.g(10.51)ppa023061m.g(-8.45)37(4.00%)730(78.83%)TXH3/TXH286ppa016294m.g(4.6

华中农业大学2020届博士研究生学位（毕业）论文30在低温贮藏的桃果实中，大多数基因的表达水平都比较低，其中约75%的基因FPKM值低于20，只有约6%的基因FPKM值高于100。为了验证RNA-seq的可靠性，我们随机选择了20个在两个品种低温贮藏过程中共有的差异基因进行qRT-PCR分析（附图1）。尽管上调和下调的倍数并不完全一致，但这20个基因都表现出与RNA-seq相似的表达模式，表明了RNA-seq的结果是可靠的。在不同比对组中（表2-1），基因表达最大的差异倍数是10，其中0-14.68%的DEGs差异倍数在5以上，而59.12-93.02%的DEGs差异倍数低于3，这表明桃在低温贮藏过程中基因表达水平的变化是比较有限的。并且，基因表达水平的变化主要发生在贮藏的早期（即S2/S1阶段），而S3/S2阶段基因表达水平趋于稳定（图2-3）。图2-3不同比对组中差异表达基因的分布Fig.2-3Distributionofdifferentiallyexpressedgenes(DEGs)betweenthecomparisongroups.根据差异基因的KEGG功能分析（附图2，附图3），比对组TXH2/TXH1和JX2/JX1的差异基因主要聚类到“代谢过程”，而TXH3/TXH2和JX3/JX2的差异基因主要聚类到“次生代谢物的生物合成”。这一结果表明，初生代谢相关的基因在S2/S1阶段对低温贮藏响应强烈，在S3/S2阶段则趋于稳定；而与之相反的是，次生代谢相关的通路在低温贮藏的早期相对稳定，在S3/S2阶段发生显著变化。与“核糖体”相关的基因在S2/S1阶段大量下调，表明低温严重抑制了桃果实中蛋白质的翻译。参与“内质网蛋白加工”的基因也占据较大比例，在整个低温贮藏过程中，它们的表达先增加后降低，这表明在经过低温处理后，可能发生了广泛的蛋白质加工与修饰。另外，在桃果实的低温贮藏过程中，“植物激素信号转导”，“植物与病原

【参考文献】：
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本文编号：3136715