中国野生刺葡萄（Vitis davidii）果皮颜色变异机理研究

发布时间：2018-05-29 04:47

本文选题：刺葡萄 + 果皮颜色变异　；参考：《西北农林科技大学》2016年博士论文

【摘要】：果皮颜色是影响葡萄及葡萄酒品质的重要指标之一,也是果实成熟过程中最明显的变化之一。葡萄果实颜色取决于果皮中花色苷的组分及含量,花色苷的合成主要受调节基因和结构基因的控制。前人研究表明,调节基因Vvmyb A1的表达是决定葡萄着色的关键因素,白色葡萄由于Vvmyb A1在启动子区域被插入了逆转座子Gret1而不能表达,无法调控花色苷合成的结构基因UFGT表达,导致花色苷合成受阻。野生葡萄基本都为有色果实,但在野生刺葡萄中出现了白色果实株系,为解释其果实颜色变异的原因,本研究通过对白刺葡萄株系和收集到的40余份黑刺葡萄进行SSR标记,确定了和白刺葡萄遗传亲缘关系最近的黑刺葡萄,并以此为材料,以欧亚种品种‘白比诺’、‘黑比诺’及‘小白玫瑰’、‘小红玫瑰’为对照,对供试葡萄果实生长发育期间的花色苷、酚类、糖、酸等含量变化;Myb A1基因型差异;白刺葡萄与黑刺葡萄发育期间果皮转录组测序等方面做了研究,主要研究结果如下:(1)用筛选的94条SSR引物对42份来自不同地域的刺葡萄资源及4份欧亚种对照品种进行了SSR标记,聚类结果显示,刺葡萄与欧亚种亲缘关系较远,刺葡萄种群内明显分为三个类群,与其地理分布基本吻合;与白刺葡萄株系遗传距离最近的黑色刺葡萄株系为湖南刺,其遗传相似系数超过0.9;白刺葡萄和湖南刺的形态学表型鉴定及SSR荧光标记毛细管电泳检测结果进一步证明白刺葡萄株系与湖南刺株系亲缘关系最近。(2)依据生长曲线选择了白刺葡萄和湖南刺以及对照葡萄品种5个典型的生长发育时期,通过HPLC-ESI-MS/MS、HPLC等技术对其果皮、果肉及种子等不同部位的花色苷含量、非花色苷酚类含量、糖积累变化、有机酸变化等指标进行了检测,并分析了其抗氧化能力变化,结果表明花色苷主要存在于果皮和种子中,而且在葡萄果实发育早期即可检测到,但果肉中检测不到花色苷;花色苷组分检测结果表明,果皮中含量最高的花色苷组分为锦葵色素葡萄糖苷(Mv G)和飞燕草素葡萄苷(Dp G),主成分分析也表明二者在决定果皮颜色时的贡献率最高,但Mv G在不同果皮颜色的葡萄中存在显著差异,而Dp G差异不显著;酚类物质、糖积累水平、有机酸含量及抗氧化能力分析结果显示,同种(品种)葡萄在不同果实颜色之间差异不明显,但不同品种之间差异较大,说明白刺葡萄果皮颜色变异与果皮中Mv G含量较低有关。(3)对刺葡萄及杂交后代的Myb A1基因型分析,结果表明白刺葡萄株系只有Myb A1a基因型,而湖南刺为Myb A1a及Myb A1c两种基因型,证明刺葡萄果实颜色变异的分子机制为Gret1的插入导致Myb A1基因不表达,最终无法合成花色苷所致。(4)以白刺葡萄及湖南刺为材料,通过转录组测序分析了两者在生长发育过程中果皮基因表达差异。结果表明两者之间虽然有差异基因,但差异基因在GO富集不显著,在KEGG富集主要集中在半胱氨酸代谢、细胞凋亡、氧化磷酸化等途径,与色素合成及转运并无直接联系,说明其颜色差异只是个别基因差异造成的,同时也证明了白刺葡萄和湖南刺遗传背景高度一致。花色苷生物合成相关结构基因及调节基因q-RT-PCR验证发现,不同颜色的葡萄只有果皮中的调节基因Myb A1及结构基因UFGT、CHS、F3'H、F3'5'H、GST及OMT表达有差异,种子和果肉并无明显差异;生长发育期花色苷含量变化与相关基因表达量变化的相关性分析表明,只有果皮中的Mv G与结构基因及调节基因均成正相关。
[Abstract]:The color of fruit peel is one of the most important indexes affecting grape and grape wine quality , and it is one of the most obvious changes in fruit maturation . The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) The results are as follows : ( 1 ) The gene Vvmyb A1 is the key factor to determine the color variation of grape . ( 2 ) The content of anthocyanin , non - anthocyanin phenols , sugar accumulation and organic acid were detected by HPLC - ESI - MS / MS and HPLC . The results showed that the difference was not significant in GO enrichment , but there was no significant difference in the expression of cytochrome . The correlation between the change of anthocyanin content and the expression of related genes showed that only Mv G in the pericarp was positively correlated with structural gene and regulatory gene .
【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】：2016
【分类号】：S663.1

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