水分胁迫对宽皮柑橘果实品质及柠檬酸代谢相关基因表达的影响

发布时间：2017-06-17 07:00

  本文关键词：水分胁迫对宽皮柑橘果实品质及柠檬酸代谢相关基因表达的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：柑橘多种植在我国南方不与粮油棉争地的丘岗山地,水源紧缺,土壤保水保肥能力差,季节性干旱十分突出,严重影响了柑橘产量及果实品质的提升。柠檬酸是柑橘果实的主要有机酸,其合成途径以三羧酸(TCA)循环为主,其降解有GABA途径和GS途径。本研究以‘i*柑’(Citrus reticulata)和‘温州蜜柑’(Citrus unshiu Marc)为试材,分析水分胁迫对柑橘果实外观品质、糖酸品质及柠檬酸代谢相关基因表达的影响。主要结果如卜：1、大田覆膜控水影响果实品质,这种影响与控水时期有关。在‘i*柑’果实细胞分裂期进行控水能提高成熟果实总糖含量,降低可滴定酸含量,对Vc无影响；果实膨大期进行控水能降低成熟果实总糖和可滴定酸含量,提升Vc水平；果实成熟前期适当控水能显著提高成熟果实总糖和Vc含量,降低果实可滴定酸含量。2、以‘普通i*柑’和制罐新系‘尾张温州蜜柑’为对象,研究不同阶段的水分胁迫对果实外观品质的影响,结果发现不同时期水分胁迫均导致果实变小变轻,胁迫时间越长,果实所受抑制越明显,影响程度因处理时期、品种而异。在成熟果实中,i*柑果重、横径以及纵径指标表现为：对照处理V(花后153d-234d)处理Ⅱ(花后45d-99d)处Ⅳ(花后99d-153d)处理Ⅲ(花后45d-153d)处理Ⅰ(花后45d-234d),温州蜜柑为：对照、处理V(花后163-217d)处理Ⅳ(花后109-163d)处理Ⅱ(花后55-109d)处理Ⅲ(花后55-163d)处理Ⅰ(花后55-217d)。在处理Ⅱ、处理Ⅳ和处理V这3个等时段水分胁迫处理中,i*柑处理Ⅳ(花后99d-153d)果实最小,温州蜜柑处理Ⅱ(花后55-109d)果实最小。3、进一步研究不同时期的水分胁迫对果实糖酸品质的影响,结果显示,在‘i*柑’上,除处理Ⅲ(花后45d-153d)外,其它处理均不同程度提升了果实的果糖、葡萄糖和总糖浓度,降低了果实的蔗糖浓度；各处理组均不同程度导致‘温州蜜柑’果实中主要糖浓度显著增加；二者总糖单果含量均只有处理V高于对照。各处理组均导致‘碰柑’果实中主要有机酸浓度显著增加,单果有机酸总量除处理Ⅱ(花后45d-99d)与处理V(花后153d-234d)显著提高外,其它处理都显著降低；在‘温州蜜柑’上,除处理Ⅳ(花后109-163d)外,其它各处理均不同程度导致果实中主要有机酸浓度显著增加,单果有机酸总量只有处理V(花后163-217d)高于对照。综合分析,除个别处理外,不同时期的水分胁迫处理使柑橘成熟果实中总有机酸含量上升而糖分减少,导致柠檬酸积累,糖酸比下降,降低果实品质。4、以‘普通i*柑’为对象,在果实发育的不同阶段进行水分胁迫处理,研究与果实柠檬酸代谢相关基因表达量的变化,结果表明,CitCS1、CitCS2的相对表达量均出现不同程度的上调,恢复正常浇水后,只有处理Ⅱ(花后45d-99d)能够在一定程度上恢复至正常水平,推测CS基因家族在细胞膨大期比细胞分裂期对水分更为敏感；3个CitAco基因(CitAco 1-3)中,CitAcol的相对表达量出现不同程度的上调,CitAco 2的相对表达量因不同时期处理而异,CitAco 3的相对表达量总体而言出现不同程度的下降；3个CitIDH基因(CitIDH1-3)中,CitIDH3启动最早,相对表达量最大,CitIDHl的相对表达量因处理时期而异,总体上,CitIDH2的表达得到促进,而CitIDH3的表达受到抑制；2个CitGAD基因(CitGAD4-5)的表达均受到抑制,CitGAD5所受影响更为显著。综上所述,本研究中水分胁迫导致不同品种宽皮柑橘果实柠檬酸积累,总有机酸含量上升而糖分减少,糖酸比下降,导致果实品质降低。柠檬酸代谢的速率决定了柑橘果实有机酸含量,柠檬酸合成途径中的CitCS1、CitCS2高表达以及分解途径中CitAco3、CitIDH3、CitGAD4、CitGAD5表达受抑制可能是水分胁迫条件下果实柠檬酸积累的主要原因。
【关键词】：柑橘 水分胁迫 果实品质 柠檬酸 基因相对表达量
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S666
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 缩略语表8-12
• 第一章 文献综述12-21
• 1.1 水分胁迫对柑橘形态结构的影响12-14
• 1.1.1 水分胁迫对柑橘根、枝干、叶营养器官的影响12-13
• 1.1.2 水分胁迫对柑橘果实的影响13-14
• 1.2 水分胁迫对柑橘生理特性的影响14-15
• 1.2.1 对光合作用与叶绿素含量的影响14
• 1.2.2 对氮代谢的影响14
• 1.2.3 对内源激素的影响14-15
• 1.2.4 对活性氧代谢的影响15
• 1.3 柑橘果实柠檬酸代谢概述15-20
• 1.3.1 果实中有机酸的种类15
• 1.3.2 柑橘果实有机酸的动态变化15-16
• 1.3.3 柑橘果实柠檬酸的合成16-17
• 1.3.4 柑橘果实柠檬酸的降解17-18
• 1.3.5 柠檬酸代谢相关酶18-19
• 1.3.6 柑橘果实柠檬酸代谢的调控19-20
• 1.4 本研究的目的与意义20-21
• 第二章 地表覆膜控水对i*柑果实品质和外观的影响21-31
• 2.1 材料与方法21-24
• 2.1.1 试验材料及处理21
• 2.1.2 土壤温度和水势测定21
• 2.1.3 果实品质的测定21-24
• 2.1.4 果实外观的测定24
• 2.1.5 数据处理24
• 2.2 结果与分析24-29
• 2.2.1 覆膜控水处理对土壤温度和土壤水势的影响24-25
• 2.2.2 覆膜控水处理对果实品质的影响25-27
• 2.2.3 覆膜控水处理对果实可食率的影响27-28
• 2.2.4 覆膜控水处理对果实外观的影响28-29
• 2.3 讨论29-31
• 第三章 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘果实主要外观品质及糖含量的影响31-58
• 3.1 材料和方法31-34
• 3.1.1 试验材料31
• 3.1.2 试验方法31-34
• 3.2 结果与分析34-56
• 3.2.1 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘果实主要外观品质的影响34-37
• 3.2.2 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘果实可食率和TSS含量的影响37-38
• 3.2.3 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘果实糖含量的影响38-56
• 3.3 讨论56-58
• 第四章 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘果实酸含量的影响58-79
• 4.1 材料和方法58-59
• 4.1.1 试验材料58
• 4.1.2 试验方法58-59
• 4.2 结果与分析59-78
• 4.2.1 花后45d—234d水分胁迫处理对果实机有酸含量的影响59-62
• 4.2.2 花后45d—109d水分胁迫处理对果实有机酸含量的影响62-65
• 4.2.3 花后45d—163d水分胁迫处理对果实有机酸含量的影响65-68
• 4.2.4 花后99d—163d水分胁迫处理对果实有机酸含量的影响68-71
• 4.2.5 花后153d—234d水分胁迫处理对果实有机酸含量的影响71-74
• 4.2.6 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘成熟果实有机酸含量的影响74-77
• 4.2.7 不同时期水分胁迫对宽皮柑橘成熟果实糖酸比的影响77-78
• 4.3 讨论78-79
• 第五章 不同时期水分胁迫对柑橘果实柠檬酸代谢相关基因表达的影响79-94
• 5.1 材料和方法79-81
• 5.1.1 材料79
• 5.1.2 试验设计79
• 5.1.3 基因表达分析79-81
• 5.1.4 数据统计与分析81
• 5.2 结果与分析81-91
• 5.2.1 不同时期水分胁迫对CitCSs的影响81-83
• 5.2.2 不同时期水分胁迫对CitAcos的影响83-86
• 5.2.3 不同时期水分胁迫对CitIDHs的影响86-89
• 5.2.4 不同时期水分胁迫对CitGADs的影响89-91
• 5.3 讨论91-94
• 全文总结94-96
• 论文创新点96-97
• 展望97-98
• 参考文献98-105
• 附录105-108
• 致谢108-110
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果110-111

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