棗經(jīng)濟價值高,栽培面積廣泛,是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分。棗果的品質(zhì)直接影響其經(jīng)濟價值,而果實成熟度與棗果品質(zhì)密切相關(guān)。乙烯被明確認(rèn)為是調(diào)控果實成熟的主要因素。目前乙烯合成相關(guān)基因以及乙烯受體基因參與果實成熟調(diào)控的研究已取得重要進展,但對其參與果實成熟的分子調(diào)控機制尚不明確。本研究以陜西延川的“狗頭棗”果實為材料,分析其7個不同生長發(fā)育時期的果皮顏色的變化,輔助判斷棗果的成熟度;克隆出狗頭棗ZjACO1基因,同時在棗基因組數(shù)據(jù)庫中比對到2個同源基因ZjACO2和ZjACO3,對其啟動子序列進行分析,預(yù)測了潛在的相關(guān)基因,并對這些基因在狗頭棗果實發(fā)育7個不同時期的表達水平進行了檢測。主要實驗結(jié)果如下:1.棗果色差分析顯示,狗頭棗在生長發(fā)育成熟過程中,果皮顏色的變化規(guī)律主要呈現(xiàn)由青色(藍綠疊加色)變棗紅色(紅黃疊加色)的過程,說明狗頭棗果實的成熟外觀表征是由青色向棗紅色變化的。2.ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3在棗果實7個不同發(fā)育期的基因表達量檢測顯示:ZjACO1-ZjACO3的相對表達量與果實成熟度呈顯著正相關(guān),ZjACO1的相關(guān)性最高。為了驗證棗果實7個不同生長發(fā)育成熟過程中ZjACO1基因的功能,利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,建立遺傳轉(zhuǎn)化體系,誘導(dǎo)出狗頭棗轉(zhuǎn)基因愈傷組織。3.乙烯受體基因ZjERS1、ZjERS2、ZjETI、ZjETR1和ZjETR2在棗果實7個不同發(fā)育時期的基因表達量結(jié)果表明:ZjETR1在狗頭棗果實中未檢測到表達量,ZjETR2與棗果成熟呈正相關(guān);ZjERS1、ZjERS2和ZjETI與果實成熟負相關(guān),這表明ZjETR2是乙烯調(diào)節(jié)棗果成熟潛在的受體基因。4.本研究從棗基因組內(nèi)分別尋找到ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的2000 bp序列作為相應(yīng)的啟動子區(qū)域,并對其順式作用元件預(yù)測分析,顯示含有乙烯應(yīng)答元件ERE、水楊酸應(yīng)答元件TCA-element、生長素應(yīng)答元件TGA-element、干旱應(yīng)答元件MBS、HD-Zip和W-box等元件。由于ERF是特異性響應(yīng)乙烯信號的轉(zhuǎn)錄因子、HD-Zip和TCP家族基因是參與逆境脅迫相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子,因此ERF、HD-Zip和TCP三個家族基因可能作為潛在的調(diào)控ACO基因表達的轉(zhuǎn)錄因子。5.ERF、HD-Zip和TCP在棗果實7個不同發(fā)育時期的基因表達量結(jié)果顯示:ZjTCP19與狗頭棗果實成熟相關(guān)性較高;ZjHD-Zip1和ZjHD-Zip6表達與果實成熟呈顯著正相關(guān)(P≤0.01),ZjHD-Zip2和ZjHD-Zip4表達與果實成熟呈顯著負相關(guān)(P≤0.01),ZjERF1與狗頭棗果實的成熟呈顯著正相關(guān)(P≤0.01),完熟期稍有下降,推測ZjERF1與乙烯調(diào)控狗頭棗果實成熟有關(guān);ZjERF3與狗頭棗果實成熟呈顯著負相關(guān)(P≤0.01),推測ZjERF3可能參與了延緩狗頭棗果實成熟的調(diào)控。綜上所述,在棗果實7個發(fā)育成熟過程中,ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的表達與棗果實成熟呈正相關(guān);ZjETR2基因的表達與棗果實成熟呈正相關(guān),ZjERS1和ZjETI基因的表達與果實成熟呈負相關(guān);ZjTCP19、ZjHD-Zip1、ZjHD-Zip6和ZjERF3可能通過參與乙烯的合成或乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)控狗頭棗果實成熟。果實成熟過程并不是受單一因素的調(diào)控,本研究初步顯示狗頭棗果的成熟可能通過調(diào)控棗ACO基因的表達進而影響乙烯的合成,并通過調(diào)控乙烯受體的表達,以及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控乙烯生物合成,或其參與乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)控果實成熟。本研究通過基因調(diào)控的策略對狗頭棗果實成熟機制進行了初探,為狗頭棗果實的儲存以及保鮮提供參考依據(jù),以及為利用分子育種手段選育高品質(zhì)狗頭棗品種提供了理論參考依據(jù)。
【學(xué)位單位】：延安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S665.1
【部分圖文】：

圖 1-1 乙烯生物合成途徑Figure 1-1 Ethylene biosynthesis pathwaCC 氧化酶（ACO）催化下形成乙C 含量有著密切的關(guān)系。這在躍和 ACC 合成酶（ACS）是乙烯合吸躍變兩種不同類型的作物中，CS 催化合成反應(yīng)這一系列反應(yīng)中乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制的研究尚不明烯受體，擬南芥和番茄的遺傳分。乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)模型已通過模式與 ETR 受體結(jié)合后，與受體下端復(fù)合體；位于 CTR 受體下端的

析O 基因家族系統(tǒng)發(fā)育分析棗 ZjACO 基因的進化關(guān)系以及所具有的功能（如圖 2-發(fā)現(xiàn)棗 ZjACO1 和 ZjACO2 與番茄 LeACO4 和 LeACO在一起，推測 ZjACO1 和 ZjACO2 與 LeACO4 和 LeACO化上可能經(jīng)歷了相同的歷程且可能具有相似的功能果實的成熟其表達量不斷地增加；LeACO2 在果實中不達較高，隨著果實的成熟表達量受到抑制；LeACO4 在著果實的成熟表達量下降；LeACO5 在果實中的表達模式CO1 和 ZjACO2 可能在果實成熟中扮演著重要的作用，Z，但具體模式尚不清楚。

第二章 狗頭棗 ZjACO1 基因克隆與表達分析2.3.2 ZjACO 基因家族啟動子序列分析對冬棗 ZjACO1-ZjACO3 基因 2000 bp 的啟動子序列進行分析（圖 2-2），棗ZjACO1 包括 4 個乙烯應(yīng)答元件 ERE、1 個水楊酸應(yīng)答元件 TCA-element、1 個生長素應(yīng)答元件 TGA-element、2 個干旱應(yīng)答元件 MBS、1 個葉肉細胞相關(guān)的元件 HD-zip（CAAT(A/T)ATTG）、4 個 DNA 綁定元件 Box、W-box 和 4 個厭氧感應(yīng)元件 ARE。ZjACO2 含有 1 個乙烯應(yīng)答元件 ERE、2 個茉莉酸甲酯應(yīng)答元件 CGTCA-motif、1個干旱應(yīng)答元件和 2 個 B-box 應(yīng)答元件。ZjACO3 含有 3 個乙烯應(yīng)答元件 ERE、1個水楊酸應(yīng)答元件 TCA-element、1 個脫落酸應(yīng)答元件和 1 個 W-box 應(yīng)答元件。根據(jù)啟動子元件分析，推測狗頭棗 ZjACO1、ZjACO2 和 ZjACO3 與棗果生長抗逆過程和果實發(fā)育成熟過程有密切的關(guān)系。
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本文編號：2879851