【摘要】：葡萄是世界上重要的果树之一,具有很高的经济价值。白藜芦醇是一种二乙烯苯类化合物,在植物抗病过程中发挥重要作用。葡萄属植物富含白藜芦醇,在近些年得到了广泛的研究。葡萄中白藜芦醇的合成能够受到许多生物和非生物胁迫因素的诱导,如葡萄白粉菌的侵染、紫外胁迫和激素处理等,其中紫外照射已成为人工诱导葡萄快速合成白藜芦醇的有效手段之一。目前对于白藜芦醇在葡萄中积累的调控机理等研究尚未深入。中国野生葡萄中的一些株系具有高含白藜芦醇的特质,因此探究其调控机理能够为利用中国野生葡萄优质基因资源进行葡萄品种遗传改良奠定基础。本研究首先测定了中国野生葡萄不同种及株系间白藜芦醇含量,挑选不同发育时期中国野生葡萄通化3号和塘尾果实为研究材料,运用转录组测序技术进行葡萄白藜芦醇含量差异的分子机理研究;其次以中国野生山葡萄通化3号果实为研究材料进行紫外处理并测定白藜芦醇含量,选取紫外处理后不同时间果实进行转录组测序分析,从转录水平分析了葡萄果实受紫外辐射后基因的表达变化,初步探讨了紫外线与果实中白藜芦醇生成和积累的可能原因;后期本研究在分析芪合成酶基因表达模式的基础上筛选出可能与果实中白藜芦醇含量相关的芪合成酶基因,获得转基因番茄植株并对相关启动子活性进行了研究,可为后期葡萄品种改良提供基因资源。取得的主要结果如下:1.通过测定不同葡萄株系/品种中白藜芦醇的含量,发现山葡萄通化3号从绿果期到成熟期白藜芦醇变化较大,绿果期未检测到而成熟期白藜芦醇含量为2.19μg/g,刺葡萄塘尾在三个发育时期都未检测到白藜芦醇。根据白藜芦醇含量高低挑选通化3号和塘尾果实绿果期和成熟期进行转录组分析,两个材料不同时期对比分别得到差异基因1861和2234个,其中下调表达差异基因较多,得到了136个差异表达的转录因子;富集途径差异分析表明塘尾的富集代谢途径数量高于通化3号;激素途径分析表明在葡萄果实通化3号发育时期JA途径及其相关的调控基因上调表达较多,而SA途径基因多下调表达;苯丙氨酸途径中通化3号上调基因数量高于塘尾,而塘尾中白藜芦醇氧葡萄糖基转移酶表达高于通化3号。以上研究揭示葡萄果实发育过程有较多生理途径参与,诱导葡萄产生白藜芦醇的机理也较复杂,其中不同激素之间的调控作用、转录因子调控以及芪合成酶基因及其上下游基因等均可能参与了相关的调控表达。2.采用HPLC对中国野生山葡萄通化3号成熟葡萄果实紫外处理后测定其白藜芦醇含量并选取4 h和24 h的葡萄果实采用I11umina HiSeq 2000技术进行测序,从转录组水平上比对分析了紫外处理后基因的表达差异,在4 h和24 h分别获得882和1058个差异基因,且上调表达基因较多;通过不同代谢途径的富集分析发现紫外处理后苯丙氨酸途径,JA,Eth和SA激素途径等变化显著;通过对关键途径差异基因分析发现紫外处理在强烈诱导苯丙氨酸途径相关基因的表达的同时,也会抑制花色素苷途径基因的表达。初步分析了紫外处理诱导生成和积累白藜芦醇的可能原因。3.采用RT-PCR技术克隆得到1570bp中国野生山葡萄通化3号芪合成酶基因启动子序列,命名为PVaSTS36,Genbank登录号为KU376402。通过中国野生山葡萄通化3号芪合成酶基因启动子序列元件预测分析发现该启动子上有多个光诱导响应元件;将该启动子与GUS基因融合后在烟草中进行瞬时表达,测定其对紫外照射的响应活性并用实时荧光定量技术检测GUS基因的表达模式,结果表明紫外照射对芪合成酶基因启动子的活性具有正调控的作用。4.利用半定量技术对葡萄芪合成酶基因家族在不同组织中的表达模式进行研究,发现STS基因在不同组织中表达存在差异;同时在通化3号和塘尾果实发育时期分析葡萄芪合成酶基因的表达模式,结果显示大多数芪合成酶基因在果实中随着果实发育呈现出渐强的表达趋势。综合前期结果筛选出可能与白藜芦醇含量高低相关的芪合成酶基因VaSTS19和VdSTS19,利用同源克隆法得到两个基因序列,ORF长度均为1179bp,编码392个氨基酸;随后利用农杆菌介导法将VaSTS19和VdSTS19转入番茄中后测定转基因植株白藜芦醇的含量,结果显示在两个基因的转基因番茄植株的果实转色期和成熟期都能检测到白藜芦醇且含量差异较小,说明芪合成酶基因的表达模式和白藜芦醇的产生规律可能与上游启动子类型和调控有关。5.通过同源克隆法得到1461bp的山葡萄通化3号和1457bp的刺葡萄塘尾芪合成酶基因启动子PVaSTS19和PVdSTS19,序列比对发现VaSTS19启动子序列与中国野生华东葡萄白河35-1芪合成酶基因启动子序列同源性为48%,与欧洲葡萄Optima的芪合成酶启动子PVst-2的序列在整体上同源性达到了60%;随后对这两个启动子进行了5’端缺失分析,将该启动子及其缺失体与GUS基因融合后在烟草中进行瞬时表达,测定其对不同激素处理的响应活性,结果表明PVaSTS19和PVdSTS19及其缺失体对水杨酸和茉莉酸甲酯诱导响应明显,但对乙烯诱导响应不明显;PVaSTS19受水杨酸诱导活性最高缺失体区域为-1197bp,而PVaSTS19受茉莉酸甲酯诱导活性最高的区域为-1384bp;PVdSTS19受水杨酸诱导活性最高缺失体区域为-868bp,而PVdSTS19受茉莉酸甲酯诱导活性最高的区域为-1194bp。表明不同芪合成酶基因启动子中含有的顺式作用元件的种类和分布不同,对不同激素处理的响应也有差别,最终导致芪合成酶基因产生有差异的表达模式。
[Abstract]:......
【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
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 翟君芳;提高葡萄果实品质的几项技术[J];河北果树;2003年05期
2 黄凤珠,朱建华,彭宏祥,张瑛;套袋对葡萄果实的影响[J];广西热带农业;2005年01期
3 吴代东,邹瑜,吴宗立,林贵美;毛葡萄果实无核化研究初报[J];中外葡萄与葡萄酒;2005年01期
4 苏凤君;;如何提高庭院葡萄果实品质[J];河北果树;2006年01期
5 尹丽静;;温室葡萄果实发育期管理技术要点[J];山西果树;2006年05期
6 贾兰虹;葡萄果实树体套袋提高产品质量及效益研究[J];北方园艺;1995年04期
7 肖宏伟;;‘红地球’葡萄果实品质下降原因及对策[J];中国园艺文摘;2014年02期
8 赵新节;葡萄果实物质代谢与品质调控[J];中外葡萄与葡萄酒;2002年06期
9 于同周,张军利;生长调节剂对京优葡萄果实增大、无核、早熟试验[J];山西果树;2002年03期
10 何为华,张世英,黄显淦,吕保清;喷施腐殖酸钙能提高葡萄果实品质[J];果农之友;2003年02期
相关会议论文 前6条
1 陶然;任国慧;朱旭东;徐鹏程;王晨;;葡萄果实发育阶段糖代谢与淀粉代谢的研究[A];中国园艺学会2013年学术年会论文摘要集[C];2013年
2 谢兆森;谢强;骆强伟;王世平;;吐鲁番、上海地区葡萄果实韧皮部糖卸载日变化研究[A];中国园艺学会十届二次理事会暨学术研讨会论文摘要集[C];2007年
3 吴代东;邹瑜;吴宗立;林贵美;;毛葡萄果实无核化研究初报[A];2003年广西植物生理学年会论文汇编[C];2003年
4 余兴;高丽萍;夏涛;;葡萄果实生长发育期间白藜芦醇及相关合成酶研究[A];中国园艺学会第七届青年学术讨论会论文集[C];2006年
5 王延书;李春丽;贾海锋;沈元月;;葡萄果实始熟期ABA积累关键酶NCED和BG基因转录水平的研究[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
6 蔺经;细见彰洋;常有宏;;日本不同质地纸袋及套袋方式对葡萄果实品质的影响[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
相关重要报纸文章 前2条
1 果友;施钾肥可使葡萄果实甜又大[N];陕西科技报;2009年
2 ;重施钾肥可让葡萄果实甜又大[N];吉林农村报;2009年
相关博士学位论文 前5条
1 殷向静;山葡萄果实转录组分析及白藜芦醇调控机理研究[D];西北农林科技大学;2016年
2 李梅君;葡萄果实中脱落酸激活的钙依赖蛋白激酶：纯化、测序及定位[D];中国农业大学;2005年
3 刘怀锋;葡萄果实糖酸构成特点、遗传规律及庶糖与相关代谢酶关系的研究[D];中国农业大学;2005年
4 张国军;鲜食葡萄果实糖酸组分遗传及葡萄糖苷酶基因的表达研究[D];中国农业大学;2013年
5 周会玲;葡萄果实耐贮性的比较生物学研究[D];西北农林科技大学;2006年
相关硕士学位论文 前10条
1 李小龙;酿酒葡萄果实生长发育过程中酚类物质变化规律的研究[D];西北农林科技大学;2015年
2 刘sユ，
本文编号：2336037
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/2336037.html
