【摘要】：‘碭山酥梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)作為我國的重要果樹之一,深受人們的喜愛,在我國梨生產中占有重要的地位�！X山酥梨’果皮顏色為黃綠色,但其芽變品系‘銹酥’呈褐色。為探討IAA和擴展蛋白(EXP)基因在褐皮芽變‘銹酥’果皮中作用,以‘碭山酥梨’和‘銹酥’不同生長期果皮為試驗材料,利用光學顯微鏡觀察果皮石蠟切片,并測量果皮蠟質下五層細胞縱橫徑;運用高效液相色譜來測定果皮中IAA含量,并通過實時熒光定量分析8個EXP基因的差異性表達。以外源IAA、IAA轉運抑制劑NPA和IAA合成抑制劑AVG處理‘銹酥’果皮以未處理的‘碭山酥梨’和‘銹酥’為對照,分析了不同處理后IAA含量和篩選出的PbEXP3和PbEXP7兩個關鍵基因的差異表達。同時,對梨基因組中EXP基因家族進行生物信息學分析。試驗主要結果如下:(1)本試驗在梨基因組中共搜索到41個EXP基因,它們被分為4個亞族。梨EXP基因家族的進化樹分析、保守序列分析、外顯子-內含子結構分析都表明EXP基因家族在植物進化擴增中相對比較保守。梨EXP基因家族內部的共線性分析和染色體定位分析表明,EXP基因家族的擴增主要包括部分重復和串聯重復,但是部分重復的貢獻更大一點�？傊�,以上都表明梨EXP基因家族在進化過程中相對比較保守。(2)‘碭山酥梨’和‘銹酥’不同時期IAA含量結果表明,IAA在‘碭山酥梨’和‘銹酥’果皮中的含量存在時間差異。在‘碭山酥梨’果皮中,IAA在50 d含量較高,隨著果實發(fā)育逐漸降低,到125 d時IAA含量快速增加并達到最大值。而在‘銹酥’果皮中,IAA在50 d含量較高,但隨著果實發(fā)育并沒有降低,而是在100 d時含量達到最高。這說明‘銹酥’中提前達到了IAA含量高峰,使得‘銹酥’在100 d時果皮細胞分裂較快,果實膨大更快,為形成細胞木栓化提供了可能。(3)不同EXP基因有著不同的功能,各基因表達也存在時空差異。PbEXP1和PbEXP3在果肉跟果皮中表達量相對較高外,在其他組織的表達量都很低;PbEXP4幾乎在葉、枝條、果梗、果皮和果肉中都有表達,PbEXP6則在果肉中表達量較高,PbEXP5和PbEXP8則在葉和枝條中不表達。PbEXP2、PbEXP4、PbEXP6和PbEXP8的相對表達量在‘碭山酥梨’中,呈現出先降后升的規(guī)律,在50 d或75 d時相對表達量達到最低。在‘銹酥’中,也呈現出先降后升的規(guī)律,同樣是在50或75 d是相對表達量達到最低。PbEXP1、PbEXP3和PbEXP7在‘碭山酥梨’和‘銹酥’中的表達模式有所不同,在‘碭山酥梨’中都在125 d時表達量都達到最大值,而在‘銹酥’中都在100 d時達到最大值。這為IAA能夠調節(jié)PbEXP3和PbEXP7提供了依據。(4)不同時期梨果皮中IAA含量和8個EXP基因差異表達量相關性結果表明,‘碭山酥梨’果皮中PbEXP3和PbEXP7基因表達量與IAA含量相關系數分別為0.237和0.371,無相關性,而在‘銹酥’果皮中相關系數分別為0.762和0.763,呈現出顯著正相關。表明‘銹酥’果皮中PbEXP3和PbEXP7基因受到IAA的調控。(5)外源IAA能夠上調PbEXP3和PbEXP7基因表達量,而NPA對IAA轉運抑制效果較弱,對PbEXP3和PbEXP7基因表達影響較小。AVG作為IAA合成抑制劑,明顯下調了PbEXP3和PbEXP7基因表達量,表明AVG能夠抑制IAA的合成并降低EXP的表達。
【圖文】：

EXP基因含有多個內含子，外顯子/內含子模式在EXP基因中是保守的[11]（圖1-1）。不同的EXP基因中內含子的種類、數量和每個內含子的長度也有所不同，表明EXP基因內含子在進化過程中發(fā)生了添加和丟失。多數expansinA 家族含有兩個內含子，分別為1和3，少數在進化過程中會丟失其中一個；expansin B、 expansin-likeA和expansin-like B 家族具有四個內含子。外顯子序列比對顯示，亞型EXP基因間結構序列存在差異，即基因的中部存在插入序列，一般位于內含子2和內含子3之間。通過對擬南芥中的EXP進行分析，其中expansinA的插入序列位于一段保守區(qū)的前端，其3’端具有保守氨基酸序列GWCN

Fig 1-1The structure of expansin gene1.2.2.3 EXP的蛋白結構如圖1-2為EXP氨基酸序列結構模式圖，對序列分析后得出EXP是由250-270個氨基酸構成的小蛋白，含三個結構域。其氨基末端為約22個氨基酸編碼的信號肽，進入分泌途徑后被剪切，EXP成為約25-28kD的成熟肽。最后通過囊泡進入細胞壁，在細胞壁中發(fā)揮作用。緊接著信號肽區(qū)域的是催化區(qū)域（15kD），，這一區(qū)域的序列與family-45糖基水解酶的催化區(qū)域相似。該蛋白碳末端含有一系列保守的色氨酸殘基（W），這些色氨酸在空間上類似于某些細菌的纖維素結合結構，因此被假定為結合區(qū)域（約10kD）。
【學位授予單位】：安徽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S661.2

【參考文獻】

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本文編號：2516309