‘早酥’梨红色芽变变异位点鉴定及其着色机制研究
发布时间：2021-11-02 01:07
红梨因外观漂亮营养丰富而深受消费者喜爱,而我国红梨品种少,生产中许多红梨品种多源于绿色品种的红色芽变,但其变异位点和着色机制尚不十分明确,研究红色性状形成的分子机制对红梨育种和栽培调控均具有重要意义。本研究以我国自育的早熟脆肉型梨品种‘早酥’的红色芽变‘早酥红’为试材,对其红色性状的形成机制进行了研究,主要结果如下:1.‘早酥红’梨新梢幼叶和果皮红色主要由矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷和芍药素-3-半乳糖苷等花青苷组成,叶片和果皮中不同花青苷比例略有差异。光照是‘早酥红’梨果实着色的必要条件,可见光+UV-B处理可使‘早酥’梨套袋果实着色。花青苷合成和调节关键基因PpANS、PpMYB10和PpHY5在不同试验处理中均表现出在红色梨样品中高表达的趋势,但这些基因的启动子序列在‘早酥’和‘早酥红’梨之间没有差异,其表达差异并非由启动子序列变异引起。2.以梨矮化砧木品种‘中矮1号’为试材,结合二代、三代和Hi-C测序技术,组装了一个高质量梨参考基因组,大小510.59 Mb,约为预测基因组大小的99.86%,N50长度为1.28 Mb;506.31...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物花青苷合成途径（PetroniandTonelli，2011）
沈阳农业大学博士学位论文23了杂交，获得了1，000余株杂种后代，其中，幼苗颜色分离明显，红绿植株分离比例约为1:1（图2-1K），可见其红色性状为呈显性遗传的质量性状，且在‘早酥红’梨中呈杂合状态。图2-1‘早酥’、‘早酥红’和‘库尔勒香梨’的花、果、新梢及实生苗Fig.2-1Flower,fruit,newshootandseedlingsof‘ZaosuRed’,‘Zaosu’and‘KualaPear’上图中A、C、E和H分别是‘早酥’的花、幼果、成熟果和新梢；B、D、F和I分别是‘早酥红’的花、幼果、成熟果和新梢；G和J分别为‘库尔勒香梨’的成熟果实和新梢；K为‘库尔勒香梨’ב早酥’的F1杂种实生苗。Upfigure,A,C,EandHseparatelyareflower,youngfruit,maturefruitandnewshootof‘Zaosu’;B,D,FandIseparatelyareflower,youngfruit,maturefruitandnewshootof‘ZaosuRed’;GandJseparatelyarefruitandnewshootof‘KualaPear’;Kisseedlingsof‘KualaPear’בZaosuRed’.2.2.2‘早酥’及其红色芽变幼叶和幼果皮中花青苷含量和成分分析如图2-2所示，利用超高效液相色谱-二极管阵列-质谱检测仪自‘早酥红’梨幼叶和幼果皮中检测到了4种已知的花青苷，每种花青苷在‘早酥红’中的浓度均显著高于‘早酥’。在‘早酥’幼果皮中没有检测到花色苷类物质，其幼叶中仅含有少量的C-Ga和P-Ga。在这些检测到的花青苷中，C-Ga是占绝大多数（77.7%-95.8%），其次是P-Ga（4.2%-21.2%），另外两种则含量很低（<2%）。而在‘早酥红’中检测到的2中主要花青苷在果皮和叶片中的比例不同，C-Ga占幼叶总花色苷的91.0%，高于果皮中的77.7%；而P-Ga占幼叶总花色苷的7.3%，低于果皮中的21.2%。
第二章‘早酥’及其红色芽变花青苷含量变化及相关基因表达分析24图2-2‘早酥红’和‘早酥’梨幼叶和幼果皮中主要花青苷成分与含量Fig.2-2Anthocyaninconcentrationsinyoungleavesandfruitpeelsof‘ZaosuRed’and‘Zaosu’上图中C-Ga、C-Gl、C-Ar和P-Ga分别表示矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、芍药素-3-半乳糖苷，通过超高效液相色谱-二极管阵列-质谱检测仪检测。Upfigure,C-Ga,C-Gl,C-ArandP-Garepresentcyanidin-3-O-galactoside,cyanidin-3-O-glucoside,cyanidin-3-O-arabinosideandpeonidin-3-O-galactoside,respectively;Totalrepresentsthesumofalltheaboveanthocyanins，whichweredetectedbyUPLC-PDA-MS/MS.2.2.3三个梨品种幼叶和果皮中花青苷含量及相关基因表达变化图2-3不同发育时期‘早酥’和‘早酥红’梨幼叶和果实Fig.2-3Youngleavesandfruitsof‘Zaosu’and‘ZaosuRed’indifferentdevelopingstages由图2-3可知，在检测的所有梨生长发育期内，‘早酥红’新梢幼叶均表现为明显的红色，‘早酥’和‘库尔勒香梨’的新梢幼叶仅表现出淡淡的红色；‘早酥红’的幼果和果柄均具浓浓的红色，随着果实的生长，颜色有变浅趋势，并出现红绿相间的条纹，‘早酥’梨自始至终没有红色产生，‘库尔勒香梨’幼果也没有颜色，直到8月份以后，阳面才着淡淡红色。花青苷含量检测结果与上述颜色表现一致（图2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟气温升高对枣果实主要色素含量的影响[J]. 姜文倩,连亚妮,贾昊,宋丽华,曹兵. 西北林学院学报. 2019(06)
[2]光照对血橙果实内外着色调控的影响[J]. 杨海健,周心智,张云贵,杨蕾,丁志祥. 南方农业学报. 2019(09)
[3]山梨醇和蔗糖对桃果实、叶片可溶性糖含量及果实品质的影响[J]. 李秋利,杨文佳,高登涛,魏志峰,于会丽,刘军伟. 河南农业科学. 2019(08)
[4]光照强度对成熟红颜草莓果实着色和花青素生物合成的影响及可能的分子机制[J]. 邵婉璐,李月灵,高松,李钧敏,梁宗锁. 植物研究. 2018(05)
[5]梨属植物系统发育及东方梨品种起源研究进展[J]. 滕元文. 果树学报. 2017(03)
[6]Oxford Nanopore MinION Sequencing and Genome Assembly[J]. Hengyun Lu,Francesca Giordano,Zemin Ning. Genomics,Proteomics & Bioinformatics. 2016(05)
[7]The Arabidopsis B-box protein BZS1/BBX20 interacts with HY5 and mediates strigolactone regulation of photomorphogenesis[J]. Chuang-Qi Wei,Chih-Wei Chien,Lian-Feng Ai,Jun Zhao,Zhenzhen Zhang,Kathy H.Li,Alma L.Burlingame,Yu Sun,Zhi-Yong Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(09)
[8]红色‘南果梨’新品种——‘南红梨’的选育[J]. 李俊才,王斌,高庆福,王家珍,蔡忠民. 果树学报. 2012(03)
[9]梨AFLP标记遗传图谱构建及果实相关性状的QTL定位[J]. 张瑞萍,吴俊,李秀根,杨健,王龙,王苏珂,张绍铃. 园艺学报. 2011(10)
[10]梨果实酸/低酸性状的SSR分析[J]. 刘金义,崔海荣,王龙,王新卫,杨健,章镇,李秀根,乔玉山. 果树学报. 2011(03)
博士论文
[1]DNA甲基化和microRNA调控红梨果皮着色的机制研究[D]. 钱敏杰.浙江大学 2017
[2]梨（Pyrus L.）遗传连锁图谱构建及其农艺性状的基因定位研究[D]. 孙文英.河北农业大学 2008
硕士论文
[1]乙烯利协同茉莉酸甲酯调控‘红早酥’梨果皮着色的代谢组学研究[D]. 赵芫.浙江大学 2019
[2]梨高密度遗传连锁图谱构建及果实品质性状的基因定位[D]. 赵亚楠.中国农业科学院 2019
[3]梨SSR遗传图谱的构建及部分农艺性状的QTL定位分析[D]. 王磊.新疆农业大学 2016
[4]梨分子遗传图谱的构建及其部分果实性状的定位分析[D]. 王文魁.新疆农业大学 2014
[5]早酥梨与其红皮芽变类黄酮生物合成途径研究及相关基因分析[D]. 翟锐.西北农林科技大学 2014
[6]红早酥梨花青苷合成相关基因的克隆及其功能分析[D]. 冯文亭.西北农林科技大学 2014
[7]基于reads引导的基因组序列拼接[D]. 曾培龙.哈尔滨工业大学 2012
[8]早酥红色芽变果实PbMYBR及相关基因的克隆及其表达分析[D]. 杜艳民.西北农林科技大学 2012
[9]砂梨分子遗传图谱的构建及其果皮色泽性状的定位分析[D]. 崔海荣.南京农业大学 2010
本文编号：3471041
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物花青苷合成途径（PetroniandTonelli，2011）
沈阳农业大学博士学位论文23了杂交，获得了1，000余株杂种后代，其中，幼苗颜色分离明显，红绿植株分离比例约为1:1（图2-1K），可见其红色性状为呈显性遗传的质量性状，且在‘早酥红’梨中呈杂合状态。图2-1‘早酥’、‘早酥红’和‘库尔勒香梨’的花、果、新梢及实生苗Fig.2-1Flower,fruit,newshootandseedlingsof‘ZaosuRed’,‘Zaosu’and‘KualaPear’上图中A、C、E和H分别是‘早酥’的花、幼果、成熟果和新梢；B、D、F和I分别是‘早酥红’的花、幼果、成熟果和新梢；G和J分别为‘库尔勒香梨’的成熟果实和新梢；K为‘库尔勒香梨’ב早酥’的F1杂种实生苗。Upfigure,A,C,EandHseparatelyareflower,youngfruit,maturefruitandnewshootof‘Zaosu’;B,D,FandIseparatelyareflower,youngfruit,maturefruitandnewshootof‘ZaosuRed’;GandJseparatelyarefruitandnewshootof‘KualaPear’;Kisseedlingsof‘KualaPear’בZaosuRed’.2.2.2‘早酥’及其红色芽变幼叶和幼果皮中花青苷含量和成分分析如图2-2所示，利用超高效液相色谱-二极管阵列-质谱检测仪自‘早酥红’梨幼叶和幼果皮中检测到了4种已知的花青苷，每种花青苷在‘早酥红’中的浓度均显著高于‘早酥’。在‘早酥’幼果皮中没有检测到花色苷类物质，其幼叶中仅含有少量的C-Ga和P-Ga。在这些检测到的花青苷中，C-Ga是占绝大多数（77.7%-95.8%），其次是P-Ga（4.2%-21.2%），另外两种则含量很低（<2%）。而在‘早酥红’中检测到的2中主要花青苷在果皮和叶片中的比例不同，C-Ga占幼叶总花色苷的91.0%，高于果皮中的77.7%；而P-Ga占幼叶总花色苷的7.3%，低于果皮中的21.2%。
第二章‘早酥’及其红色芽变花青苷含量变化及相关基因表达分析24图2-2‘早酥红’和‘早酥’梨幼叶和幼果皮中主要花青苷成分与含量Fig.2-2Anthocyaninconcentrationsinyoungleavesandfruitpeelsof‘ZaosuRed’and‘Zaosu’上图中C-Ga、C-Gl、C-Ar和P-Ga分别表示矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、芍药素-3-半乳糖苷，通过超高效液相色谱-二极管阵列-质谱检测仪检测。Upfigure,C-Ga,C-Gl,C-ArandP-Garepresentcyanidin-3-O-galactoside,cyanidin-3-O-glucoside,cyanidin-3-O-arabinosideandpeonidin-3-O-galactoside,respectively;Totalrepresentsthesumofalltheaboveanthocyanins，whichweredetectedbyUPLC-PDA-MS/MS.2.2.3三个梨品种幼叶和果皮中花青苷含量及相关基因表达变化图2-3不同发育时期‘早酥’和‘早酥红’梨幼叶和果实Fig.2-3Youngleavesandfruitsof‘Zaosu’and‘ZaosuRed’indifferentdevelopingstages由图2-3可知，在检测的所有梨生长发育期内，‘早酥红’新梢幼叶均表现为明显的红色，‘早酥’和‘库尔勒香梨’的新梢幼叶仅表现出淡淡的红色；‘早酥红’的幼果和果柄均具浓浓的红色，随着果实的生长，颜色有变浅趋势，并出现红绿相间的条纹，‘早酥’梨自始至终没有红色产生，‘库尔勒香梨’幼果也没有颜色，直到8月份以后，阳面才着淡淡红色。花青苷含量检测结果与上述颜色表现一致（图2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]模拟气温升高对枣果实主要色素含量的影响[J]. 姜文倩,连亚妮,贾昊,宋丽华,曹兵. 西北林学院学报. 2019(06)
[2]光照对血橙果实内外着色调控的影响[J]. 杨海健,周心智,张云贵,杨蕾,丁志祥. 南方农业学报. 2019(09)
[3]山梨醇和蔗糖对桃果实、叶片可溶性糖含量及果实品质的影响[J]. 李秋利,杨文佳,高登涛,魏志峰,于会丽,刘军伟. 河南农业科学. 2019(08)
[4]光照强度对成熟红颜草莓果实着色和花青素生物合成的影响及可能的分子机制[J]. 邵婉璐,李月灵,高松,李钧敏,梁宗锁. 植物研究. 2018(05)
[5]梨属植物系统发育及东方梨品种起源研究进展[J]. 滕元文. 果树学报. 2017(03)
[6]Oxford Nanopore MinION Sequencing and Genome Assembly[J]. Hengyun Lu,Francesca Giordano,Zemin Ning. Genomics,Proteomics & Bioinformatics. 2016(05)
[7]The Arabidopsis B-box protein BZS1/BBX20 interacts with HY5 and mediates strigolactone regulation of photomorphogenesis[J]. Chuang-Qi Wei,Chih-Wei Chien,Lian-Feng Ai,Jun Zhao,Zhenzhen Zhang,Kathy H.Li,Alma L.Burlingame,Yu Sun,Zhi-Yong Wang. Journal of Genetics and Genomics. 2016(09)
[8]红色‘南果梨’新品种——‘南红梨’的选育[J]. 李俊才,王斌,高庆福,王家珍,蔡忠民. 果树学报. 2012(03)
[9]梨AFLP标记遗传图谱构建及果实相关性状的QTL定位[J]. 张瑞萍,吴俊,李秀根,杨健,王龙,王苏珂,张绍铃. 园艺学报. 2011(10)
[10]梨果实酸/低酸性状的SSR分析[J]. 刘金义,崔海荣,王龙,王新卫,杨健,章镇,李秀根,乔玉山. 果树学报. 2011(03)
博士论文
[1]DNA甲基化和microRNA调控红梨果皮着色的机制研究[D]. 钱敏杰.浙江大学 2017
[2]梨（Pyrus L.）遗传连锁图谱构建及其农艺性状的基因定位研究[D]. 孙文英.河北农业大学 2008
硕士论文
[1]乙烯利协同茉莉酸甲酯调控‘红早酥’梨果皮着色的代谢组学研究[D]. 赵芫.浙江大学 2019
[2]梨高密度遗传连锁图谱构建及果实品质性状的基因定位[D]. 赵亚楠.中国农业科学院 2019
[3]梨SSR遗传图谱的构建及部分农艺性状的QTL定位分析[D]. 王磊.新疆农业大学 2016
[4]梨分子遗传图谱的构建及其部分果实性状的定位分析[D]. 王文魁.新疆农业大学 2014
[5]早酥梨与其红皮芽变类黄酮生物合成途径研究及相关基因分析[D]. 翟锐.西北农林科技大学 2014
[6]红早酥梨花青苷合成相关基因的克隆及其功能分析[D]. 冯文亭.西北农林科技大学 2014
[7]基于reads引导的基因组序列拼接[D]. 曾培龙.哈尔滨工业大学 2012
[8]早酥红色芽变果实PbMYBR及相关基因的克隆及其表达分析[D]. 杜艳民.西北农林科技大学 2012
[9]砂梨分子遗传图谱的构建及其果皮色泽性状的定位分析[D]. 崔海荣.南京农业大学 2010
本文编号：3471041
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