枇杷果实冷害木质化的EjHAT1和EjbHLH1转录调控机制
发布时间：2021-11-24 19:15
枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）为原产于我国的蔷薇科枇杷属植物,根据果肉颜色可分为红肉枇杷和白肉枇杷。红肉枇杷‘洛阳青’采后0℃冷藏易发生冷害,出现冷害木质化现象,表现为果肉粗糙少汁、果实硬度升高和木质素积累等,影响果实商品品质。前期研究表明热激（HT）和程序性降温（LTC）等处理均可减缓采后冷害木质化,改善果实品质。本文以红肉枇杷‘洛阳青’为研究材料,通过实时荧光定量PCR、酵母单杂、双分子荧光互补和双荧光素酶分析等技术手段,探究HT和LTC减缓冷害木质化的调控新途径。主要结果如下:1、EjCAD5为响应HT处理减缓果实冷害木质化的CAD基因家族成员。0℃低温处理诱导枇杷果实冷害木质化,伴随有肉桂醇脱氢酶（CAD）活性升高,HT处理可抑制CAD活性的升高;利用枇杷转录组数据分离克隆得到4个新的CAD基因家族成员,其中EjCAD3和EjCAD5的表达受0℃诱导上调和HT抑制,体外功能验证发现EjCAD5对木质素单体合成前体物松柏醛、芥子醛和香豆醛具有较高的催化能力,EjCAD3整体催化能力较弱。2、EjHAT1为响应HT处理减缓枇杷果实冷害木质化的转录因子。...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
木质素单体生物合成途径示意图（Bonawitz等，2010）
浙江大学博士论文（2019）1绪论6因拟南芥中木质素合成基因4CL1、HCT、COM以及CCR1表达下调（Yan等，2013）。对bHLH转录因子转录调控的研究，有助于丰富bHLH基因家族功能、完善木质素生物合成转录调控网络。1.3.2HD-ZIP转录因子1.3.2.1HD-ZIP的结构HD-ZIP是植物特有的一类转录因子。根据DNA结合特异性、基因结构和保守结构域可以分为四个亚家族。HD-ZIP蛋白包含一个保守的HD结构域和亮氨酸拉链（LZ）。HD结构域对转录因子识别结合靶基因启动子具有重要作用，该结构域主要负责与其他蛋白形成同源或异源二聚体并与DNA结合。如图1.3所示，第一亚家族HD-ZIP蛋白识别CAAT(A/T)ATTG的双重回文DNA序列结合。基因结构非常的保守，HD结构域在不同蛋白间高度保守，但是LZ结构域差别相对较大，HD-LZ结构域的编码区内部包含一个内含子插入。第二亚家族与第一亚家族序列同源性较高，识别CAAT(G/C)ATTG的对称DNA序列结合（Belamkar等，2014）。与第一类HD-ZIP蛋白不同，除了比较保守的HD和LZ结构域外，还包含一个保守的半胱氨酸-脯氨酸-丝氨酸-半胱氨酸-谷氨酸（CPSCE）结构域，HD-LZ结构域内包含两个内含子插入。第三亚家族的HD-ZIP蛋白与前两个亚家族具有较大的差异，识别DNA序列为GTAAT(G/C)ATTAC，HD-LZ结构域位于N端，还含有一个脂质调节蛋白（START）结构域、SAD（STARTadjacentdomain）结构域以及位于C端高度保守的MEKHLA结构域。第四亚家族HD-ZIP与第三亚家族结构组成上基本相同，但是缺失MEKHLA结构域，识别DNA序列CAAT(A/T)AATG进行特异性结合（Ariel等，2007）。图1.3HD-ZIP转录因子结构（Ariel等，2007）Fig1.3thestructureofHD-ZIPtranscriptionfactors
浙江大学博士论文（2019）2EjHAT1抑制EjCAD5参与冷害木质化17图2.1枇杷果肉木质素的分布和组分（A）枇杷果肉木质素在宏观和放大区域分布。（B）硝基苯氧化方法测定枇杷果肉木质素组分。G型单体为香草醛（G1）和香草酸（G2）总和，S型单体为紫丁香醛（S1）和丁香酸（S2）总和，H型单体为对羟基苯甲醛（H1）和对羟基苯甲酸（H2）总和。Fig.2.1Lignindistributionandcompositionofloquatflesh(A)LignindistributioninLYQloquatatthemacroscopic-scaleandenlargedviewsoftheregionsinthesquareboxesoffruitfleshstained.(B)Thephotographofloquatfleshlignincompositionusingthenitrobenzeneoxidationmethod.Thesumofvanillin(G1)andvanillicacid(G2)fortotalGmonomer.Thesumofsyringaldehyde(S1)andsyringicacid(S2)fortotalSmonomer.Thesumofp-hydroxybenzaldehyde(H1)andp-hydroxybenzoicacid(H2)fortotalHmonomer.2.2.20℃和HT处理对CAD酶活性的影响如图2.2所示，0℃处理枇杷果肉CAD粗酶活在1d升高，2d-4d开始缓慢下降，然后保持相对稳定。HT处理的枇杷果实在前2d保持相对稳定，2d-4d下降，6d-8d呈微弱升高，HT处理的CAD酶活性变化相对稳定。结合本实验室已报道的数据（Xu等，2014），0℃和HT处理的CAD酶活性变化趋势与木质素的变化呈正相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NO处理延缓采后枇杷果实木质化劣变及其与能量代谢的关系[J]. 陈发河,张美姿,吴光斌. 中国农业科学. 2014(12)
[2]MeJA与低温预贮对枇杷冷害和活性氧代谢的影响[J]. 金鹏,吕慕雯,孙萃萃,郑永华,孙明. 园艺学报. 2012(03)
[3]低温贮藏引起果蔬冷害的研究进展[J]. 王艳颖,胡文忠,刘程惠,田密霞,姜爱丽. 食品科技. 2010(01)
[4]枇杷冷藏过程中果肉木质化与细胞壁物质变化的关系[J]. 郑永华,李三玉,席玙芳. 植物生理学报. 2000(04)
本文编号：3516599
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
木质素单体生物合成途径示意图（Bonawitz等，2010）
浙江大学博士论文（2019）1绪论6因拟南芥中木质素合成基因4CL1、HCT、COM以及CCR1表达下调（Yan等，2013）。对bHLH转录因子转录调控的研究，有助于丰富bHLH基因家族功能、完善木质素生物合成转录调控网络。1.3.2HD-ZIP转录因子1.3.2.1HD-ZIP的结构HD-ZIP是植物特有的一类转录因子。根据DNA结合特异性、基因结构和保守结构域可以分为四个亚家族。HD-ZIP蛋白包含一个保守的HD结构域和亮氨酸拉链（LZ）。HD结构域对转录因子识别结合靶基因启动子具有重要作用，该结构域主要负责与其他蛋白形成同源或异源二聚体并与DNA结合。如图1.3所示，第一亚家族HD-ZIP蛋白识别CAAT(A/T)ATTG的双重回文DNA序列结合。基因结构非常的保守，HD结构域在不同蛋白间高度保守，但是LZ结构域差别相对较大，HD-LZ结构域的编码区内部包含一个内含子插入。第二亚家族与第一亚家族序列同源性较高，识别CAAT(G/C)ATTG的对称DNA序列结合（Belamkar等，2014）。与第一类HD-ZIP蛋白不同，除了比较保守的HD和LZ结构域外，还包含一个保守的半胱氨酸-脯氨酸-丝氨酸-半胱氨酸-谷氨酸（CPSCE）结构域，HD-LZ结构域内包含两个内含子插入。第三亚家族的HD-ZIP蛋白与前两个亚家族具有较大的差异，识别DNA序列为GTAAT(G/C)ATTAC，HD-LZ结构域位于N端，还含有一个脂质调节蛋白（START）结构域、SAD（STARTadjacentdomain）结构域以及位于C端高度保守的MEKHLA结构域。第四亚家族HD-ZIP与第三亚家族结构组成上基本相同，但是缺失MEKHLA结构域，识别DNA序列CAAT(A/T)AATG进行特异性结合（Ariel等，2007）。图1.3HD-ZIP转录因子结构（Ariel等，2007）Fig1.3thestructureofHD-ZIPtranscriptionfactors
浙江大学博士论文（2019）2EjHAT1抑制EjCAD5参与冷害木质化17图2.1枇杷果肉木质素的分布和组分（A）枇杷果肉木质素在宏观和放大区域分布。（B）硝基苯氧化方法测定枇杷果肉木质素组分。G型单体为香草醛（G1）和香草酸（G2）总和，S型单体为紫丁香醛（S1）和丁香酸（S2）总和，H型单体为对羟基苯甲醛（H1）和对羟基苯甲酸（H2）总和。Fig.2.1Lignindistributionandcompositionofloquatflesh(A)LignindistributioninLYQloquatatthemacroscopic-scaleandenlargedviewsoftheregionsinthesquareboxesoffruitfleshstained.(B)Thephotographofloquatfleshlignincompositionusingthenitrobenzeneoxidationmethod.Thesumofvanillin(G1)andvanillicacid(G2)fortotalGmonomer.Thesumofsyringaldehyde(S1)andsyringicacid(S2)fortotalSmonomer.Thesumofp-hydroxybenzaldehyde(H1)andp-hydroxybenzoicacid(H2)fortotalHmonomer.2.2.20℃和HT处理对CAD酶活性的影响如图2.2所示，0℃处理枇杷果肉CAD粗酶活在1d升高，2d-4d开始缓慢下降，然后保持相对稳定。HT处理的枇杷果实在前2d保持相对稳定，2d-4d下降，6d-8d呈微弱升高，HT处理的CAD酶活性变化相对稳定。结合本实验室已报道的数据（Xu等，2014），0℃和HT处理的CAD酶活性变化趋势与木质素的变化呈正相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NO处理延缓采后枇杷果实木质化劣变及其与能量代谢的关系[J]. 陈发河,张美姿,吴光斌. 中国农业科学. 2014(12)
[2]MeJA与低温预贮对枇杷冷害和活性氧代谢的影响[J]. 金鹏,吕慕雯,孙萃萃,郑永华,孙明. 园艺学报. 2012(03)
[3]低温贮藏引起果蔬冷害的研究进展[J]. 王艳颖,胡文忠,刘程惠,田密霞,姜爱丽. 食品科技. 2010(01)
[4]枇杷冷藏过程中果肉木质化与细胞壁物质变化的关系[J]. 郑永华,李三玉,席玙芳. 植物生理学报. 2000(04)
本文编号：3516599
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