激素和环境信号调控苹果花青苷生物合成的机理研究
发布时间：2021-03-06 20:02
果实的色泽是苹果重要的商品性状,它直接影响苹果的商品价值。苹果果实的颜色是由花青苷决定的。花青苷是一类重要的次生代谢物质,参与植物生长发育的许多方面,包括吸引动物取食果实,进而促进种子和花粉的传播,提高植物对紫外线和干旱胁迫的抗性等。此外,富含花青苷的水果因其具有抗氧化和清除活性氧的能力而尤其受到人们的欢迎。花青苷通过苯丙氨酸途径合成,苯丙氨酸解氨酶（Phenylalnine ammonialyase,PAL）、查尔酮合成酶（Chalcone synthase,CHS）、查尔酮异构酶（Chalcone isomerase,CHI）、黄烷酮3-羟化酶（Flavanone 3-hydroxylase,F3H）、二氢黄酮醇4-还原酶（Dihydroflavonol 4-reductase,DFR）、花青苷合成酶（Anthocyanin synthetase,ANS）、UDP-glucose:黄酮类 3-O-葡糖基转移酶（UDP-glucose:flavonoid 3-o-glucosyl transferase,UF3GT）等几个关键的催化酶参与这一过程。证据表明,花青苷的生物合成受到MYB...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：214 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
花青苷生物合成的转录调控途径（刘晓芬等，2013）
激素和环境信号调控苹果花青苷生物合成的机理研究2图1-1花青苷生物合成的转录调控途径（刘晓芬等，2013）Fig.1-1Transcriptionalregulatoryofanthocyaninbiosynthesis.花青苷的生物合成受到MYB、bHLH和WD40蛋白复合体（MYB-bHLH-WD40）的调控（Allanetal.,2008;Dubosetal.,2010;Jaakola,2013）。其中，MYB转录因子发挥至关重要的作用（Allanetal.,2008;Dubosetal.,2010）。在苹果中，MdMYB1和它的等位基因（MdMYB10和MdMYBA）被认为是花青苷生物合成的正向调控因子，它们通过直接激活MdDFR和MdUF3GT基因的表达，促进花青苷的生物合成（Takosetal.,2006;Banetal.,2007;Espleyetal.,2007;HondaandMoriya,2018;图1-2）。除MdMYB1以外，bZIP转录因子MdHY5也被发现能够通过直接激活MdMYB10和MdCHS基因的表达，促进苹果花青苷的生物合成（Anetal.,2017c,2019a）。图1-2MYB-bHLH-WD40蛋白复合体调控花青苷生物合成Fig.1-2TheMYB-bHLH-WD40proteincomplexregulatesanthocyaninbiosynthesis.
山东农业大学博士学位论文31.1.3激素和环境信号影响花青苷生物合成花青苷的生物合成受到激素和环境胁迫的影响（Allanetal.,2008;Jaakola,2013;HondaandMoriya,2018）。激素信号主要包括乙烯和脱落酸（ABA）等；环境胁迫主要包括光照、温度、干旱胁迫和机械损伤等（图1-3）。图1-3激素和环境因子影响花青苷生物合成Fig.1-3Hormonesandenvironmentalfactorsaffectanthocyaninbiosynthesis.1.1.3.1乙烯和ABA调控花青苷生物合成乙烯是一种重要的植物激素，参与调节植物生长发育的许多过程，比如促进叶片衰老和果实成熟，诱导根毛和不定根发生等（Iqbaletal.,2017;Duboisetal.,2018）。在农业生产中，乙烯利（乙烯类似物）作为催熟剂，在苹果、柑橘、香蕉、梨等果实的生产流通过程中广泛使用。在苹果中，喷施乙烯抑制剂1-MCP能够显著抑制乙烯释放和花青苷的积累（刘金等，2012）。Yao等（2017）发现，在梨中，乙烯释放速率与花青苷的生物合成存在正相关关系（Yaoetal.,2017）。乙烯利处理红掌花苞和桑椹能够提高其花青苷合成基因表达和花青苷含量（余建等，2017；郑高言等，2018）。ABA也是植物生长发育不可或缺的植物激素，参与多种植物生长发育过程，包括种子休眠、种子萌发、幼苗生长、抗逆性、花青苷生物合成和果实成熟等（Finkelsteinetal.,2002;Koyamaetal,2010a;Jiaetal.,2011;Mehrotraetal.,2014）。研究发现，ABA处理能够促进苹果果皮叶绿素降解和花青苷合成（李明等，2005），而ABA合成抑制剂Fluridone处理苹果果实能够有效抑制花青苷的积累（魏颖超，2013）。在草莓中，喷施ABA也能够显著促进果实成熟和花青苷的合成（Koyamaetal.,2010a;Jiaetal.,2011）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干旱对作物生长的影响机制及抗旱技术的研究进展[J]. 杨阳,申双和,马绎皓,王润元,赵鸿. 科技通报. 2020(01)
[2]MBW复合体在植物花青素合成途径中的研究进展[J]. 高国应,伍小方,张大为,周定港,张凯旋,严明理. 生物技术通报. 2020(01)
[3]植物WRKY转录因子家族研究进展[J]. 黄幸,丁峰,彭宏祥,潘介春,何新华,徐炯志,李琳. 生物技术通报. 2019(12)
[4]新中国果树科学研究70年——苹果[J]. 王金政,毛志泉,丛佩华,吕德国,马锋旺,任小林,束怀瑞,李保华,郭玉蓉,郝玉金,姜远茂,张新忠,杨欣,曹克强,赵政阳,韩振海,霍学喜,魏钦平. 果树学报. 2019(10)
[5]植物bZIP转录因子家族的研究进展[J]. 王金英,丁峰,潘介春,张树伟,杨亚涵,黄幸,范志毅,李琳,王颖. 热带农业科学. 2019(06)
[6]AP2/ERF转录因子调控果实品质研究进展[J]. 宋康华,黎宇婷,张鲁斌. 热带作物学报. 2019(05)
[7]植物WRKY转录因子及其生物学功能[J]. 赵楠楠,刘立峰. 分子植物育种. 2019(21)
[8]TCP转录因子在植物发育和生物胁迫响应中的作用[J]. 冯雅岚,熊瑛,张均,陈鲜妮,郭静茹,马超. 植物生理学报. 2018(05)
[9]乙烯利对红掌‘特伦萨’花青苷合成及相关基因的影响[J]. 郑高言,张黎,刘克林,赵欢,刘春. 分子植物育种. 2018(24)
[10]泛素链修饰类型研究进展[J]. 付业胜,王平,胡荣贵,张令强. 生命科学. 2018(04)
博士论文
[1]套袋对苹果果皮着色的影响及其相关基因表达分析[D]. 景晨娟.西北农林科技大学 2017
[2]苹果MdBTs与MdEIL1互作调控叶片衰老的研究[D]. 苏玲.山东农业大学 2016
硕士论文
[1]ABA与乙烯对‘泰山早霞’苹果果实成熟的影响[D]. 魏颖超.山东农业大学 2013
本文编号：3067722
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：214 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
花青苷生物合成的转录调控途径（刘晓芬等，2013）
激素和环境信号调控苹果花青苷生物合成的机理研究2图1-1花青苷生物合成的转录调控途径（刘晓芬等，2013）Fig.1-1Transcriptionalregulatoryofanthocyaninbiosynthesis.花青苷的生物合成受到MYB、bHLH和WD40蛋白复合体（MYB-bHLH-WD40）的调控（Allanetal.,2008;Dubosetal.,2010;Jaakola,2013）。其中，MYB转录因子发挥至关重要的作用（Allanetal.,2008;Dubosetal.,2010）。在苹果中，MdMYB1和它的等位基因（MdMYB10和MdMYBA）被认为是花青苷生物合成的正向调控因子，它们通过直接激活MdDFR和MdUF3GT基因的表达，促进花青苷的生物合成（Takosetal.,2006;Banetal.,2007;Espleyetal.,2007;HondaandMoriya,2018;图1-2）。除MdMYB1以外，bZIP转录因子MdHY5也被发现能够通过直接激活MdMYB10和MdCHS基因的表达，促进苹果花青苷的生物合成（Anetal.,2017c,2019a）。图1-2MYB-bHLH-WD40蛋白复合体调控花青苷生物合成Fig.1-2TheMYB-bHLH-WD40proteincomplexregulatesanthocyaninbiosynthesis.
山东农业大学博士学位论文31.1.3激素和环境信号影响花青苷生物合成花青苷的生物合成受到激素和环境胁迫的影响（Allanetal.,2008;Jaakola,2013;HondaandMoriya,2018）。激素信号主要包括乙烯和脱落酸（ABA）等；环境胁迫主要包括光照、温度、干旱胁迫和机械损伤等（图1-3）。图1-3激素和环境因子影响花青苷生物合成Fig.1-3Hormonesandenvironmentalfactorsaffectanthocyaninbiosynthesis.1.1.3.1乙烯和ABA调控花青苷生物合成乙烯是一种重要的植物激素，参与调节植物生长发育的许多过程，比如促进叶片衰老和果实成熟，诱导根毛和不定根发生等（Iqbaletal.,2017;Duboisetal.,2018）。在农业生产中，乙烯利（乙烯类似物）作为催熟剂，在苹果、柑橘、香蕉、梨等果实的生产流通过程中广泛使用。在苹果中，喷施乙烯抑制剂1-MCP能够显著抑制乙烯释放和花青苷的积累（刘金等，2012）。Yao等（2017）发现，在梨中，乙烯释放速率与花青苷的生物合成存在正相关关系（Yaoetal.,2017）。乙烯利处理红掌花苞和桑椹能够提高其花青苷合成基因表达和花青苷含量（余建等，2017；郑高言等，2018）。ABA也是植物生长发育不可或缺的植物激素，参与多种植物生长发育过程，包括种子休眠、种子萌发、幼苗生长、抗逆性、花青苷生物合成和果实成熟等（Finkelsteinetal.,2002;Koyamaetal,2010a;Jiaetal.,2011;Mehrotraetal.,2014）。研究发现，ABA处理能够促进苹果果皮叶绿素降解和花青苷合成（李明等，2005），而ABA合成抑制剂Fluridone处理苹果果实能够有效抑制花青苷的积累（魏颖超，2013）。在草莓中，喷施ABA也能够显著促进果实成熟和花青苷的合成（Koyamaetal.,2010a;Jiaetal.,2011）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]干旱对作物生长的影响机制及抗旱技术的研究进展[J]. 杨阳,申双和,马绎皓,王润元,赵鸿. 科技通报. 2020(01)
[2]MBW复合体在植物花青素合成途径中的研究进展[J]. 高国应,伍小方,张大为,周定港,张凯旋,严明理. 生物技术通报. 2020(01)
[3]植物WRKY转录因子家族研究进展[J]. 黄幸,丁峰,彭宏祥,潘介春,何新华,徐炯志,李琳. 生物技术通报. 2019(12)
[4]新中国果树科学研究70年——苹果[J]. 王金政,毛志泉,丛佩华,吕德国,马锋旺,任小林,束怀瑞,李保华,郭玉蓉,郝玉金,姜远茂,张新忠,杨欣,曹克强,赵政阳,韩振海,霍学喜,魏钦平. 果树学报. 2019(10)
[5]植物bZIP转录因子家族的研究进展[J]. 王金英,丁峰,潘介春,张树伟,杨亚涵,黄幸,范志毅,李琳,王颖. 热带农业科学. 2019(06)
[6]AP2/ERF转录因子调控果实品质研究进展[J]. 宋康华,黎宇婷,张鲁斌. 热带作物学报. 2019(05)
[7]植物WRKY转录因子及其生物学功能[J]. 赵楠楠,刘立峰. 分子植物育种. 2019(21)
[8]TCP转录因子在植物发育和生物胁迫响应中的作用[J]. 冯雅岚,熊瑛,张均,陈鲜妮,郭静茹,马超. 植物生理学报. 2018(05)
[9]乙烯利对红掌‘特伦萨’花青苷合成及相关基因的影响[J]. 郑高言,张黎,刘克林,赵欢,刘春. 分子植物育种. 2018(24)
[10]泛素链修饰类型研究进展[J]. 付业胜,王平,胡荣贵,张令强. 生命科学. 2018(04)
博士论文
[1]套袋对苹果果皮着色的影响及其相关基因表达分析[D]. 景晨娟.西北农林科技大学 2017
[2]苹果MdBTs与MdEIL1互作调控叶片衰老的研究[D]. 苏玲.山东农业大学 2016
硕士论文
[1]ABA与乙烯对‘泰山早霞’苹果果实成熟的影响[D]. 魏颖超.山东农业大学 2013
本文编号：3067722
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3067722.html
