本文關鍵詞：香蕉HXK基因家族在采后成熟過程中功能初探

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【摘要】：香蕉(Musa spp.)作為世界主要水果之一,其新鮮果品的銷售量達到了全球第一。但香蕉在采摘以后不耐貯藏嚴重影響著香蕉產業(yè)的發(fā)展。其主要原因之一就是香蕉果實是一種呼吸躍變型果實,不宜貯藏。前人研究表明己糖激酶(hexokinase, HXK)可以催化包括葡萄糖和果糖的己糖的磷酸化,是生物體內的糖感受器,能夠介導植物體內多種糖信號轉導作用。本研究根據(jù)HXK基因的同源性在NCBI香蕉數(shù)據(jù)庫和The Banana Genome Hub對香蕉HXK基因家族進行檢索,獲得了香蕉HXK基因家族的序列信息。以巴西香蕉為研究對象,通過RT-PCR技術,對采后自然成熟的香蕉果肉和果實進行了HXK基因家族成員的轉錄表達分析；對乙烯利／甘露糖/NAG/1-MCP處理后的香蕉果實進行HXK酶活力檢測、內源乙烯合成量跟蹤測定和HXK基因家族成員轉錄表達分析,以期探討香蕉果實在采后成熟過程中HXK基因家族與乙烯生物合成之間的關系,闡明香蕉HXK基因家族在香蕉后熟過程中的功能。工作結果如下：(1) NCBI香蕉數(shù)據(jù)庫和The Banana Genome Hub對香蕉HXK基因家族進行檢索結果表明：香蕉HXK基因家族共包括11個成員,在本實驗中分別命名為HXA1、HXA2、HXA3、HXB1、HXB2、HXB3、HXB4和HXC1、HXC2、HXC3、HXC4、同時對這11個家族成員設計了專一的PCR引物并進行了克隆驗證,在香蕉果肉和果皮中均未能檢測到HXB1和HXA1的表達。(2)在香蕉采后自然成熟(CK)過程中HXK基因家族成員存在表達差異�？傮w來看,HXK家族基因在果肉組織中的表達變化更為豐富,HXC3和HXB2的相對表達量最為突出。(3)不同處理下HXK表達分析結果表明：ONAG處理后,在果肉中NAG明顯抑制了HXB2和HXC2、HXC3、HXC4的表達,促進了HXB3的表達；在果皮中NAG抑制了HXC2/3的表達,促進了HXB4的表達。②乙烯利處理組果皮組織中大部分HXK基因家族成員受到乙烯利的誘導表達上調。③甘露糖處理后,果肉組織中,HXC1、HXB3、HXA3的表達受到誘導,HXC3的表達受到抑制,果皮組織中,HXB3、HXB 4、HXC2和HXA3的表達受到誘導,HXC3的表達受到抑制。④1-MCP抑制了大部分HXK基因家族成員的表達。(4)乙烯利處理表明乙烯提高了HXK的酶活力；1-MCP處理組表明在內源乙烯缺失的情況下HXK的酶活力受到了抑制；甘露糖更好得保護了香蕉內源乙烯的合成,提高了HXK的酶活力。也就是說HXK酶活力受到了香蕉內源乙烯或者乙烯信號途徑的影響,(5)外源乙烯、甘露糖顯著誘導了內源乙烯的合成,外源乙烯的誘導能力強于甘露糖,NAG和1-MCP明顯則抑制了內源乙烯的合成,1-MCP的抑制效果明顯強于NAG。(6)HXK家族除了HXB2、HXC3在糖酵解途徑以能量形式與香蕉后熟相關,HXB3、HXB4可能與乙烯合成途徑存在非ATP鏈接點的關系,HXB3、HXB4可能處于乙烯合成途徑的上游。香蕉內源乙烯的大量合成對香蕉后熟機制的啟動具有關鍵作用,內源乙烯誘導EMP途徑關鍵HXK的高表達；果皮組織在香蕉后熟過程中可能發(fā)揮更為重要的作用。
【關鍵詞】：香蕉后熟 乙烯 HXK基因家族 表達分析 酶活性
【學位授予單位】：海南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S668.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-22
• 1.1 概述10-14
• 1.1.1 香蕉作物概述10-11
• 1.1.2 基因組概述11
• 1.1.3 香蕉青果的采后成熟11-13
• 1.1.4 香蕉的采后保鮮與貯藏13-14
• 1.2 香蕉果實后熟過程中的乙烯信號途徑14-17
• 1.2.1 乙烯14-15
• 1.2.2 香蕉果實后熟過程中內源乙烯的生物合成15-17
• 1.3 香蕉HXK基因家族17-19
• 1.3.1 細胞內的糖酵解途徑17-18
• 1.3.2 乙烯信號途徑18
• 1.3.3 HXK基因家族研究進展18-19
• 1.4 研究目的和意義19-21
• 1.5 技術路線21-22
• 2 實驗材料和方法22-33
• 2.1 實驗材料的處理22-23
• 2.1.1 實驗材料的處理22-23
• 2.2 實驗儀器及主要試劑23
• 2.2.1 主要儀器23
• 2.2.2 主要試劑23
• 2.3 方法與步驟23-33
• 2.3.1 獲取HXK基因家族序列和生物信息學的初步分析23-24
• 2.3.2 提取香蕉總RNA與質量檢測24-25
• 2.3.3 建立香蕉HXK家族基因的cDNA體系25-27
• 2.3.4 HXK家族基因引物的設計和效果驗證27-28
• 2.3.5 HXK家族基因在香蕉后熟過程中的表達分析28-30
• 2.3.6 HXK基因家族成員的酶活力測定30-31
• 2.3.7 乙烯生成量的跟蹤測定31-33
• 3 結果與分析33-47
• 3.1 幾種處理獲得的后熟效果33-35
• 3.2 香蕉HXK家族基因的生物信息學概略35-36
• 3.3 香蕉總RNA的提取與反轉錄合成cDNA36-37
• 3.4 香蕉HXK基因家族的引物設計與驗證37-39
• 3.5 HXK基因家族在香蕉果實后熟過程中的表達分析39-43
• 3.5.1 HXK基因家族在香蕉自然后熟過程中的表達分析39-40
• 3.5.2 香蕉果實采后成熟進程中不同處理對HXK基因家族成員的表達的影響40-43
• 3.6 香蕉果實在后熟過程中HXK酶活力分析43-45
• 3.7 在香蕉的后熟過程中乙烯產量檢測分析45-47
• 4 討論47-52
• 4.1 HXK基因家族香蕉果實在自然成熟過程中的表達特異性47-48
• 4.2 香蕉果實中的HXK家族基因與乙烯合成/乙烯信號途徑48-51
• 4.3 HXK基因的研究前景及展望51-52
• 5 結論52-54
• 參考文獻54-58
• 縮略語表58-59
• 致謝59

【參考文獻】

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本文編號：1112482