沉默α-法尼烯合酶基因对丰产梨果实萜类物质合成的影响

发布时间：2021-04-28 13:27

　　虎皮病是苹果和梨低温储藏期间发生的一种严重的生理性病害。α-法尼烯的氧化被认为与虎皮病的发生相关,但α-法尼烯与虎皮病的相关性缺少直接证据。通过基因干扰技术沉默α-法尼烯合酶基因,获得无α-法尼烯释放的果实有助于研究虎皮病和内源α-法尼烯的关系。本研究以沉默α-法尼烯合酶基因的丰产梨为实验材料,主要研究了花和果实中与虎皮病发生密切相关的物质合成的变化,并进行了转录组分析。主要研究结果如下:（1）通过RT-qPCR、GC-MS等技术对多年生的丰产梨果实及花朵,在基因组水平、转录组水平、产物水平上进行分析。结果表明,多年生PcAFS沉默丰产梨的果实和花朵中,沉默效应依然稳定存在。野生型相比,沉默株系幼果α-法尼烯的含量显著降低,但增加了α-荜澄茄油烯的含量。除此之外,甲羟戊酸（MVA）途径中部分基因的表达量提高。（2）对野生型和沉默丰产梨0℃储藏45天的幼果进行转录组分析,转录组结果表明,PcAFS沉默株系果实中,MVA萜类骨架合成途径中PcHMGS、PcHMGR、PcMPDC等基因均上调表达,三萜和甾醇合成途径中的鲨烯合酶（SS）基因和鲨烯单加氧酶（SE）基因上调。（3）通过生物信息学在... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 α-法尼烯与其他萜类物质合成及功能
        1.1.1 α-法尼烯、倍半萜及其衍生物
        1.1.2 三萜及其衍生物
        1.1.3 单萜及其衍生物
        1.1.4 二萜、多萜及其衍生物
    1.2 萜类代谢的调控
        1.2.1 WRKY类转录因子
        1.2.2 MYB及 bHLH基因家族
        1.2.3 GARP-G2-like基因家族
        1.2.4 LOB类转录因子
    1.3 萜类骨架下游途径介绍
    1.4 类黄酮与苯丙烷途径的调控
    1.5 α-法尼烯合酶及其他萜类合酶相关研究进展
    1.6 目的和意义
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料及处理方法
        2.1.2 酶及生化试剂
        2.1.3 PCR引物
    2.2 数据库及软件资源
        2.2.1 生物信息学数据库及软件
        2.2.2 转录组及生物信息学分析
        2.2.3 西洋梨TPS基因家族鉴定
        2.2.4 西洋巴梨与中国白梨TPS基因家族共线性鉴定
        2.2.5 西洋梨中差异转录因子基因家族成员表达模式聚类
    2.3 实验方法
        2.3.1 西洋梨果实挥发物的测定
        2.3.2 西洋梨DNA及 RNA提取
        2.3.3 总RNA提取
        2.3.4 cDNA第一条链的合成
        2.3.5 实时荧光定量PCR
        2.3.6 转录组测序方法
3 结果与分析
    3.1 PcAFS沉默植株表型观察
    3.2 PcAFS沉默植株鉴定及挥发物测定
        3.2.1 野生型及PcAFS沉默丰产梨植株鉴定
        3.2.2 2018年丰产梨果实挥发物变化
        3.2.3 2019年丰产梨花中挥发物变化
    3.3 丰产梨幼果0℃储藏45天转录组结果及富集分析
        3.3.1 转录组测序质量分析
        3.3.2 转录组差异基因表达模式
        3.3.3 差异基因KEGG富集分析
        3.3.4 GO/KOG富集分析
    3.4 丰产梨果皮中转录因子家族变化
        3.4.1 转录因子与PcAFS表达量变化相关性分析
        3.4.2 高相关性转录因子染色体定位与表达模式
    3.5 转录组中丰产梨果皮中虎皮病相关代谢途径变化
        3.5.1 PcAFS沉默对丰产梨果皮乙烯合成及调控途径的影响
        3.5.2 PcAFS沉默对丰产梨果皮类黄酮和苯丙烷代谢途径的影响
        3.5.3 PcAFS沉默对丰产梨果皮萜类骨架合成相关基因的影响
        3.5.4 PcAFS沉默对丰产梨果皮倍半萜和三萜代谢通路的影响
    3.6 PcAFS沉默对萜类挥发物及相关萜类合酶的影响
        3.6.1 西洋梨TPS基因家族
        3.6.2 中国白梨与西洋巴梨基因组TPS共线性分析
        3.6.3 丰产梨果实挥发物变化及TPS家族表达分析
    3.7 乙氧基喹啉处理及不同品种西洋梨间萜类挥发物变化
4 讨论
    4.1 PcAFS沉默丰产梨花和果实挥发物变化
    4.2 野生型与PcAFS沉默株系花后56天幼果0℃储存45天次生代谢途径变化
    4.3 梨萜类合酶基因家族成员分析
5 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]天名精属植物的倍半萜类成分及其药理活性研究进展[J]. 陈迪路,李玄,周小江.  中国中药杂志. 2020(01)
[2]调控药用植物药效成分合成的转录因子研究进展[J]. 高珂,王玲,吴素瑞,隋春.  中草药. 2015(20)
[3]二萜合酶的研究进展[J]. 何云飞,高伟,刘塔斯,李文渊,黄璐琦.  药学学报. 2011(09)
[4]我国梨业发展历程、存在的问题与对策[J]. 张兴旺.  中国果业信息. 2009(08)
[5]杏果实不同发育阶段的香味组分及其变化[J]. 陈美霞,陈学森,周杰,刘扬岷,慈志娟,吴燕.  中国农业科学. 2005(06)
[6]抗真菌γ-硫堇蛋白Rs-afp1基因导入丰产梨获得转基因植株[J]. 赵瑞华,刘庆忠,孙清荣,张宪省.  农业生物技术学报. 2004(06)

博士论文
[1]重要三萜化合物关键合成基因的挖掘及其生物合成[D]. 乔玮博.中国科学院大学(中国科学院武汉植物园) 2018
[2]梨种质资源亲缘关系分析及类黄酮遗传多样性研究[D]. 曹玉芬.南京农业大学 2011

硕士论文
[1]梨TPS和HMGR基因家族鉴定及PcHMGR1基因功能研究[D]. 赵荣荣.山东农业大学 2018
[2]‘丰产’梨PcAFS基因沉默的稳定性评价及其启动子研究[D]. 邓帅.山东农业大学 2015



本文编号：3165558