【摘要】：花色苷含量影響甜櫻桃(PrunusaviumL)果實(shí)外觀品質(zhì)。根據(jù)成熟時(shí)果實(shí)色澤,甜櫻桃可分為紅色和黃色品種,黃色品種向陽(yáng)面產(chǎn)生紅暈。光是影響花色苷合成最重要的環(huán)境因素之一,但其對(duì)不同色澤甜櫻桃果實(shí)花色苷生物合成的影響及作用機(jī)制尚不清楚。為此,本研究以紅色品種'紅燈'和黃色品種'雷尼'為試材,利用套袋處理分析了光對(duì)兩種甜櫻桃果實(shí)著色的作用,并利用RNA-Seq分析了光調(diào)控甜櫻桃果實(shí)著色的分子機(jī)制。此外,茉莉酸(JasmonicAcid,JA)是重要的植物激素之一,但其在甜櫻桃果實(shí)著色中的作用尚不清楚,本研究以'紅燈'為試材,初步分析了 JA信號(hào)在調(diào)控甜櫻桃果實(shí)著色中的作用。主要結(jié)果如下:1.套袋處理發(fā)現(xiàn),與正常光照果實(shí)相比,33個(gè)紅色品種套袋果實(shí)的果皮和果肉均能正常著色;而11個(gè)黃色品種套袋果實(shí)的果皮仍為黃色。對(duì)'紅燈'和'雷尼'套袋果實(shí)成熟過(guò)程中花色苷含量進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)花色苷含量的變化與表型變化一致。此外,'雷尼'套袋果實(shí)摘袋后,花色苷迅速合成。上述結(jié)果表明,黃色甜櫻桃果實(shí)花色苷積累高度依賴(lài)于光,但紅色品種中果實(shí)著色不依賴(lài)于光。2.對(duì)兩個(gè)品種的套袋和正常光照果實(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)光可以上調(diào)'雷尼'果實(shí)中花色苷合成結(jié)構(gòu)基因(PacCHS、PacCHI、PacF3I、PacF3'H及PacUFGT)的表達(dá)水平;但不影響'紅燈'果實(shí)中這些基因的轉(zhuǎn)錄水平。同時(shí),'雷尼'果實(shí)中有32個(gè)上調(diào)和40個(gè)下調(diào)的差異表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子;光信號(hào)通路中PIF3、HY5等轉(zhuǎn)錄因子,以及激素信號(hào)通路關(guān)鍵組分如PP2C等的表達(dá)水平在'雷尼'中受光調(diào)控。進(jìn)一步的共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果表明脫落酸(Abscisic Acid,ABA)和赤霉素(Gibberellic Acid,GA)等信號(hào)在甜櫻桃光依賴(lài)的果實(shí)著色中發(fā)揮重要作用。3.光與ABA交叉處理發(fā)現(xiàn),無(wú)論是黑暗還是光照下,ABA均促進(jìn)'紅燈'果實(shí)著色;但黑暗條件下,其不能提高'雷尼'果實(shí)花色苷積累水平。上述結(jié)果表明光與ABA信號(hào)協(xié)同調(diào)控不同色澤甜櫻桃果實(shí)著色的機(jī)制不同。4.茉莉酸甲酯(MethylJasmonate,MeJA)處理'紅燈'果實(shí)可促進(jìn)果實(shí)花色苷積累,并提高PacDFR、PacANS、PacUFGT和PacMYBA的轉(zhuǎn)錄水平。本研究獲得了6個(gè)PacJAZs基因,蛋白序列分析其均具有1個(gè)TIFY結(jié)構(gòu)域和1個(gè)Jas結(jié)構(gòu)域;分屬于不同的JAZ組。PacJAZs的轉(zhuǎn)錄水平隨果實(shí)發(fā)育而逐漸降低;其中PacJAZ1、PacJAZ3、PacJAZ6、PacJAZ7 和 PacJAZ10均受 MeJA 誘導(dǎo)表達(dá)。綜上所述,不同色澤甜櫻桃果實(shí)中花色苷合成關(guān)鍵酶基因?qū)庑盘?hào)的響應(yīng)不同。光是決定甜櫻桃黃色品種花色苷合成的關(guān)鍵因素,但不影響紅色品種著色。另外,光信號(hào)通路中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PacHY5和PacPIF3可能通過(guò)與ABA和GA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑關(guān)鍵組分相互作用,協(xié)同調(diào)控花色苷生物合成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子和結(jié)構(gòu)基因的表達(dá),從而促進(jìn)甜櫻桃光介導(dǎo)的花色苷積累。此外,JA可以通過(guò)提高花色苷合成結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因的表達(dá)水平而促進(jìn)'紅燈'果實(shí)的著色。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S662.5
【圖文】：

ＪＡ）是正調(diào)控激素［８２，９４］，而赤霉素（ＧｉｂｂｅｒｅｌｌｉｃＡｃｉｄ，ＧＡ）和生長(zhǎng)素（Ａｕｘｉｎ）逡逑則抑制花色苷的合成？，９５？１。這些激素對(duì)花色苷合成的調(diào)控，主要是通過(guò)阻礙ＭＢＷ逡逑復(fù)合體的形成，從而抑制花色苷合成結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)（圖１－４）邋［５５］。如在擬南逡逑芥中ＪＡ信號(hào)通路中的關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子ＪＡＺ邋（Ｊａｓｍｏｎａｔｅ－ＺＩＭ－ＤｏｍａｉｎＰｒｏｔｅｉｎｓ）被發(fā)現(xiàn)逡逑在無(wú)ＪＡ條件下可以弓ＭＢＷ復(fù)合體中的ＭＹＢ和ｂＨＬＨ互作，從而阻止花色苷合成；逡逑在ＪＡ條件下，ＪＡＺ被降解，釋放出ＭＹＢ和ｂＨＬＨ，使它們可以與ＷＤ４０形成復(fù)合逡逑體，激活下游花色苷合成結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)［９８］。蘋(píng)果中也得到類(lèi)似的研究結(jié)果［９４Ｌ此外，逡逑蘋(píng)果中研究發(fā)現(xiàn)ＪＡ信號(hào)組分ＭｄＭＹＣ２可以通過(guò)三條途徑調(diào)控響應(yīng)ＪＡ介導(dǎo)的乙烯生逡逑物合成，分別是（１）直接結(jié)合到和ＭｃＭＣＯ；的啟動(dòng)子區(qū)啟動(dòng)其表達(dá)；（２）逡逑結(jié)合到嫉／￡＂兄Ｆ３邋（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ邋Ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ邋Ｆａｃｔｏｒ）的啟動(dòng)子區(qū)啟動(dòng)其表達(dá)，而兄Ｆ３可逡逑以直接激活的轉(zhuǎn)錄；（３）與ＭｄＥＲＦ２互作，抑制其對(duì)Ｍｉ４ＧＳｉ的轉(zhuǎn)錄和逡逑ＭｄＥＲＦ３活性的抑制作用ｔ％。擬南芥中研究發(fā)現(xiàn)ＧＡ調(diào)節(jié)花色苷生物合成主要通過(guò)其逡逑信號(hào)通路中關(guān)鍵負(fù)調(diào)控因子ＤＥＬＬＡ蛋白：正常條件和存在ＧＡ?xí)r，ＤＥＬＬＡ被降解，逡逑９逡逑

促進(jìn)植物暗形態(tài)建成；而在光照條件下，ＰＨＹｓ被激活，與ＰＩＦｓ相互作用使其逡逑發(fā)生磷酸化反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致ＰＩＦｓ被２６Ｓ蛋白酶體所降解，而Ｃ０Ｐ１和ＳＰＡ則促進(jìn)逡逑ＰＩＦｓ的蛋白質(zhì)水平的穩(wěn)定（圖１－７）邋［１３５，１３６］。擬南芥中ＰＩＦｓ有８?jìng)�(gè)成員：ＰＩＦ１，ＰＩＦ３－逡逑ＰＩＦ８以及Ｐｉｎ－Ｌｉｋｅ邋１邋（ＰＩＬ１／ＰＩＦ２）。所有成員都具有ＡＰＢ結(jié)構(gòu)域，只有ＰＩＦ１和ＰＩＦ３逡逑同時(shí)具有ＡＰＢ和ＡＰＡ結(jié)構(gòu)域。在光照條件下，ＰＩＦｓ的這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域主要負(fù)責(zé)與Ｐｆｒ逡逑互作，其中ＰＩＨ和ＰＩＦ３通過(guò)ＡＰＡ結(jié)構(gòu)域與ＰＨＹＡ互作，而ＰＨＹＢ可以與所有ＰＩＦｓ逡逑１５逡逑

２．４．２套袋處理對(duì)不同色澤甜櫻桃果實(shí)花色苷合成的影響逡逑為了進(jìn)一步研究光照對(duì)不同色澤甜櫻桃果實(shí)著色的影響，是否是花色苷含量變化逡逑所引起的，本研宄以‘紅燈’和‘雷尼’為試材進(jìn)行了進(jìn)一步分析。結(jié)果如圖２－１Ａ所逡逑示，對(duì)‘紅燈’而言，與正常光照果實(shí)相似，套袋‘紅燈’果實(shí)在２７ＤＰＡ?xí)r開(kāi)始變逡逑紅；在４５邋ＤＰＡ?xí)r，果皮和果肉均為深紅色。然而，轉(zhuǎn)色期時(shí)，套袋‘雷尼’果實(shí)仍逡逑沒(méi)有著色；在４５邋ＤＰＡ?xí)r對(duì)套袋‘雷尼’果實(shí)進(jìn)行摘袋處理后，果實(shí)果皮才開(kāi)始迅速逡逑著色（圖２－１Ｂ）。逡逑對(duì)兩個(gè)品種果實(shí)發(fā)育過(guò)程中總花色苷含量進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，花色苷含量的變化與逡逑果實(shí)著色模式一致，即‘紅燈’的套袋果實(shí)和對(duì)照果實(shí)總花色苷含量在２７邋ＤＰＡ開(kāi)始逡逑迅速增加，在４５邋ＤＰＡ?xí)r分別達(dá)到２７．６０和２７．５５ｍｇＣＧＥ／１００ｇＦＷ，且兩者之間總花逡逑色苷含量沒(méi)有明顯差異（圖２－１Ｃ）。相比之下，正常生長(zhǎng)的‘雷尼’果實(shí)總花色苷含逡逑量在３３ＤＰＡ?xí)r開(kāi)始增加

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 劉文;;蘋(píng)果花色苷研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年26期

2 李云;趙昶靈;楊曉娜;李會(huì)容;周燕瓊;蘇麗;;花色苷分子結(jié)構(gòu)與其穩(wěn)定性以及呈色關(guān)系的研究進(jìn)展[J];云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

3 張龍;李衛(wèi)華;姜淑梅;朱根發(fā);王碧青;李洪清;;花色素苷生物合成與分子調(diào)控研究進(jìn)展[J];園藝學(xué)報(bào);2008年06期

4 盧鈺,董現(xiàn)義,杜景平,李永強(qiáng),王明林;花色苷研究進(jìn)展[J];山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

5 胡亞?wèn)|,賈惠娟,孫崇德,陳青俊,徐昌杰,陳昆松;桃果實(shí)中花青苷的提取、檢測(cè)及應(yīng)用[J];果樹(shù)學(xué)報(bào);2004年02期

本文編號(hào)：2795913