套袋对苹果果皮着色的影响及其相关基因表达分析

发布时间：2017-12-11 01:02

  本文关键词：套袋对苹果果皮着色的影响及其相关基因表达分析

  更多相关文章： 苹果 套袋 果实着色 花青苷 糖酸 基因表达

【摘要】：果皮色泽是苹果外观品质的重要指标,对果实的商品价值有重要影响。果皮色泽主要由遗传因素决定,同时也受外界环境和栽培措施的影响。套袋作为一项重要的栽培措施,对果实生长的微域环境有重要调节效应,能显著改善果实的外观质量尤其是果皮着色,而套袋对苹果果实着色的调控机制仍不完全清楚。为此,本研究以‘金冠’、‘秦冠’、‘皇家嘎拉’、‘玉华早富’、‘长富-2’和‘粉红女士’等苹果品种为材料,在黄土高原生态条件下,分别进行了不同的除袋处理,研究了苹果果实的果皮色泽、果肉中糖酸含量以及花青苷合成相关基因表达的变化,并对其之间的相关关系做了分析,以期阐明套袋对苹果果皮着色的调控机制,为苹果改善着色和开展色泽品质育种提供依据。主要研究结果如下:1.以黄色代表品种‘金冠’和红色品种‘秦冠’为试材,在果实发育中后期,对套袋果每隔2周除袋一批,分批检测果皮的表观色泽变化,并同时对果皮的色素含量、果肉中的糖和有机酸含量进行测定。结果发现,‘金冠’品种果皮色泽参数a*值一直呈负值,至果实采收时果皮中仅有痕量花青苷积累。‘秦冠’品种在176 DAF(花后176 d)前,不同除袋时间的果实色泽变化差异不大,果皮a*值均为负值,花青苷积累增长缓慢,均在150μg mg-1FW左右;在176 DAF后除袋,果实迅速着色,a*值转为正值,花青苷积累大幅增加;与未套袋果相比,采收期套袋果的果皮花青苷含量有所减少。同时,套袋处理降低了‘金冠’和‘秦冠’果实中的叶绿素和类胡萝卜素含量。以4个不同成熟期的其它红色品种‘皇家嘎拉’、‘玉华早富’、‘长富-2’和‘粉红女士’等进行同样的套袋处理做验证,其果皮中花青苷、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化特征与‘秦冠’品种相似。由此表明,苹果红色品种的果实着色具有特定的时间段(着色期),套袋果在果实着色期前除袋,对诱导着色影响不大,但除袋早晚会明显影响采收期的果皮花青苷含量。2.在果实发育中后期,对套袋处理与未套袋(对照)果实中的糖、酸含量变化的测定结果发现,套袋降低了果实中的总糖、总酸含量以及蔗糖、果糖、山梨醇和苹果酸含量,而且除袋时间越晚,其含量越低;同时,套袋处理则增加了果实中葡萄糖和柠檬酸的含量,但除袋早晚与其含量变化无明显线性关系。至采收期,完全套袋处理(T7)和未套袋处理(对照)果实中的糖、酸含量差异最为明显。其中,‘金冠’品种果实中的总糖、总酸、葡萄糖、柠檬酸含量分别为111.65/130.54 mg g-1 FW、5.32/6.16 mg g-1 FW、24.35/22.23 mg g-1 FW和0.0659/0.0508 mg g-1 FW(T7/对照,159 DAF),‘秦冠’品种果实中的总糖、总酸、葡萄糖、柠檬酸含量分别为102.71/117.34 mg g-1 FW、8.52/10.49 mg g-1 FW、38.81/33.53 mg g-1 FW和0.0602/0.0416 mg g-1 FW(T7/对照,196 DAF),两个品种表现出相同的变化特征。3.从相关性分析结果看,在果实发育中后期,苹果果实花青苷积累量与蔗糖含量呈显著正相关,而与果实中的果糖、葡萄糖、山梨醇、苹果酸和柠檬酸之间的相关性较低,且在各品种中表现不尽一致。淀粉作为衡量果实成熟度的重要指标,在果实着色期与蔗糖、葡萄糖呈显著负相关。在‘皇家嘎拉’、‘玉华早富’和‘粉红女士’品种中,花青苷含量积累与淀粉含量变化呈显著负相关,但在‘长富-2’和‘秦冠’品种中,二者相关性较低。4.以红色品种‘秦冠’和‘粉红女士’为试材,对套袋处理和未套袋(对照)果实中与花青苷合成相关酶的活性和相关基因的表达量做了测定分析。结果发现,在果实发育中后期,完全套袋处理显著降低了果皮中的CHI(查尔酮异构酶)、DFR(二氢黄酮醇还原酶)和UFGT(尿苷二磷酸葡萄糖:类黄酮-3-O-糖基转移酶)等3种酶的活性,且随果实发育呈小幅波动;未套袋果实中CHI和UFGT的酶活随果实发育而增加,但DFR酶活变化不大。基因表达分析表明,在完全套袋条件下,花青苷合成过程中的结构基因MdCHI、MdF3H、MdDFR、MdUFGT和调节基因MdMYB1、MdMYB10、MdbHLH3、MdbHLH33的表达量显著降低。对蔗糖转运蛋白基因SUT1的表达分析表明,完全套袋条件下该基因表达量始终显著低于未套袋对照,其中在191 DAF时差异达到最大。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1

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