發(fā)布時間：2020-05-09 22:21

【摘要】：果實色澤是蘋果果實重要的外觀質(zhì)量指標,很大程度上決定著果實的商品價值。果實的著色程度與果皮花青苷含量密切相關(guān),同時花青苷也是果實重要的功能營養(yǎng)成分。研究蘋果果皮色澤的遺傳特性及調(diào)控機制,改善果實色澤和提高果皮花青苷含量是蘋果育種及相關(guān)領(lǐng)域研究關(guān)注的熱點。本研究以“粉紅女士×富士”、“秦冠×富士”、“嘎拉×富士”等雜交組合的F_1群體為材料,對蘋果果皮色澤的遺傳趨勢進行了田間調(diào)查分析;以雜交后代典型個體及不同色澤類型代表性品種為試材,以基于色差計的果實色澤參數(shù)為基礎(chǔ),初步建立了蘋果果實色澤的量化評價方法。同時,以‘紅星’、‘金冠’、‘秦冠’和‘澳洲青蘋’等品種為材料,對與果皮花青苷合成相關(guān)的調(diào)控基因及結(jié)構(gòu)基因進行了鑒定和表達分析。旨在進一步探究蘋果果皮色澤的形成及其調(diào)控機理,為蘋果色澤育種和改善果實色澤的栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。取得的主要研究結(jié)果如下:(1)以“粉紅女士×富士”、“秦冠×富士”、“嘎拉×富士”3個雜交組合后代群體為試材,對其果實表色和底色的色澤類型進行了調(diào)查,并對“粉紅女士×富士”雜交后代部分植株的果皮色素含量做了測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),果實的表色遺傳與底色遺傳相互獨立,果皮紅色對非紅色為顯性。表色遺傳并不遵循單基因控制的質(zhì)量性狀的分離特點,也不遵循多基因控制的數(shù)量性狀的分離特點;表色分離在3個雜交組合中差別較大,同一組合在不同的成熟期,紅色與非紅色植株的分離比存在顯著差異,成熟期越晚,紅色株系出現(xiàn)的比率越高,這些結(jié)果表明基因與環(huán)境因素相互作用,共同決定了果實表色的表現(xiàn)。果實底色的表現(xiàn)型同樣也呈現(xiàn)由基因型和環(huán)境因素共同作用的特點。F_1代植株的底色類型和程度,主要受親本底色類型影響,同時受成熟期影響也較大,同一組合內(nèi)成熟期越晚的后代,其綠色型底色出現(xiàn)的頻率越高。此外,果皮類胡蘿卜素和葉綠素含量顯著相關(guān),說明果實底色類型(黃色或綠色)可能并不是完全獨立的。從對雜種后代的分析看,果皮類胡蘿卜素和葉綠素含量的頻率分布均接近正態(tài)分布,表現(xiàn)出多基因控制的數(shù)量性狀的特點。(2)選取雜交后代典型個體及不同色澤類型代表性品種,利用色差計法對不同色澤類型果實的色澤參數(shù)進行了測定,并做了相關(guān)性分析和主成分分析。結(jié)果表明,果實表色評分與果實表面a*值的變化呈顯著正相關(guān),而與L*、b*和h~o值呈顯著負相關(guān)(P0.01);果實底色評分與果實表面L*和a*值呈顯著正相關(guān)(P0.01),果實色澤參數(shù)L*、a*、b*、h~o之間也存在不同的相關(guān)性。主成分分析發(fā)現(xiàn),果面L*值、b*值、h~o等主要決定了果實表色評分,而a*值、b*值、L*值、h~o均不同程度地參與了果實底色評分的構(gòu)成。依據(jù)主成分分析的結(jié)果,選用L*值和h~o值兩個指標作為定義果實色澤最基礎(chǔ)的參數(shù),同時將a*值、b*值也作為輔助的參考指標,定義了各色澤描述符所對應(yīng)的L*、h~o、a*、b*值范圍,最終提出了利用色差計對蘋果果實著色面積、底色、表色進行評判的基本方法。(3)對‘紅星’、‘金冠’、‘秦冠’、‘澳洲青蘋’4個品種果實不同發(fā)育階段的果皮色澤參數(shù)、花青苷含量和其它通過苯丙烷代謝途徑合成的多酚類物質(zhì)含量進行了測定分析。結(jié)果表明,蘋果果實發(fā)育過程中色澤參數(shù)L*、a*、b*值的變化與果實顏色變化的趨勢基本一致,果面L*值總是伴隨著果實紅色加深呈下降趨勢,而a*值則呈上升趨勢。果皮花青苷在果實發(fā)育過程中有兩個合成高峰期——幼果期和成熟期,不同品種果皮花青苷的主要成分均是矢車菊素-3-半乳糖苷,但同一時期不同品種間果皮花青苷含量存在一定差異。幼果期‘秦冠’和‘金冠’果皮中花青苷的含量顯著高于‘紅星’和‘澳洲青蘋’,而果實成熟期花青苷的合成僅發(fā)生在紅色品種‘秦冠’和‘紅星’中。果皮中二氫查爾酮、黃酮醇和黃烷醇的含量在幼果中最高,與花青苷一樣,在盛花期后20 d或30 d達到峰值后開始迅速下降,在果實膨大過程中基本保持穩(wěn)定。在果實接近成熟時,果皮中黃酮醇的含量有所上升,但果皮原花青素的含量僅在紅色品種果皮中有明顯的上調(diào)。(4)利用已經(jīng)發(fā)表的與果實花青苷合成相關(guān)的MYB和bHLH基因,以及蘋果和梨的UFGT基因,在蘋果基因組中鑒定出了2個MYB1基因,2個bHLH3基因,3個bHLH33基因和4個UFGT基因,對它們在不同色澤類型蘋果品種果實花青苷合成的兩個高峰期的表達進行了分析。結(jié)果表明,MdbHLH3-2、MdbHLH33-2、MdbHLH33-3、MdUFGT1和MdUFGT3表達水平的變化與果皮花青苷積累沒有明顯的相關(guān)性。MdbHLH3-1和MdbHLH33-1的轉(zhuǎn)錄水平不論是在幼果期還是成熟期的果實著色過程中與果皮花青苷積累始終呈正相關(guān)。但是,MYB1和UFGT家族的表達模式在不同品種間和果實發(fā)育的不同時期都有所差別。MdMYB1a和MdUFGT2的表達水平在深紅色果皮的幼果中要高于著色淺的幼果,而MdMYB1b和MdUFGT4在紅色品種成熟過程中表達水平的變化與花青苷合成正相關(guān)。雖然MdMYB1a、MdMYB1b、MdbHLH3-1、MdbHLH33-1、MdUFGT2和MdUFGT4都參與了蘋果果皮的花青苷合成,但是它們在果實發(fā)育的不同時期可能扮演了不同的角色。(5)對‘紅星’、‘金冠’、‘秦冠’、‘澳洲青蘋’果實進行套袋處理,測定了果實解袋后的著色過程中上述與花青苷合成相關(guān)的基因的表達水平。結(jié)果表明,套袋抑制了果實的花青苷合成,解袋后,果皮迅速開始花青苷的合成,與花青苷合成相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因的表達水平在果實解袋后迅速上調(diào),但不同品種間果皮花青苷含量和相關(guān)基因的表達模式各不相同。兩個紅色品種‘紅星’和‘秦冠’果皮中花青苷含量最高,綠色品種‘澳洲青蘋’果皮也積累了一定水平的花青苷,而黃色品種‘金冠’果皮中花青苷水平最低。MdMYB1a、MdMYB1b、MdbHLH3-1和MdbHLH33-1等調(diào)節(jié)基因的表達水平在4個品種解袋后的果實中均有不同程度的上調(diào),其中在‘紅星’和‘澳洲青蘋’果實中表達高峰出現(xiàn)得最早。MdUFGT2僅在‘金冠’、‘澳洲青蘋’和‘秦冠’解袋果實中表達,而MdUFGT4的表達水平僅在紅色品種果實解袋后有所上調(diào)。
【圖文】：

（Takos et al. 2006a；Wei et al. 2011；Wei et al.B 等轉(zhuǎn)錄因子，可能是通過調(diào)節(jié) UFGT 的表達）。合成的調(diào)節(jié)基因成的調(diào)控機制已在多種植物體內(nèi)得到廣泛的研的表達調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平，主要通過轉(zhuǎn)的在時間和空間上的表達（如圖 2-1 所示），曉芬等 2013；Davies and Schwinn 2003；Koes et的參與調(diào)控花青苷合成的轉(zhuǎn)錄因子可以分為三子（Transcription factors，TFs），，許多研究者已大類轉(zhuǎn)錄因子在進行了分離、功能鑒定以及作；Dubos et al. 2010；Gonzalez et al. 2008；Wink種果樹中得到了克�。ㄈ绫� 1-1 所示），目前萄、蘋果、梨、草莓等（劉曉芬等 2013；Peng

第一章 文獻綜述 體系，該評價體系由國際照明委員會（Internationa布，也叫 CIEL*a*b*（Fairchild 2005）。該評價體系以（0 到 100.0）表示亮度，L*值越大則表示亮度越大；a色，為正時表示紅色，絕對值越大則表示顏色越深；b色，為正時表示黃色，絕對值越大則表示顏色越深（如
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S661.1

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3 李躍;劉延吉;;果實花青苷代謝機制及調(diào)控技術(shù)研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2007年16期

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9 鞠志國;;輪紋病菌侵染與蘋果花青苷的合成[J];萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報;1988年02期

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4 馮立娟;苑兆和;尹燕雷;招雪晴;;‘紅葉短枝'衛(wèi)矛變色期葉片中花青苷含量及其合成相關(guān)酶活性變化的研究[A];中國觀賞園藝研究進展2012[C];2012年

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