發(fā)布時(shí)間：2017-12-08 09:28

  本文關(guān)鍵詞：DNA甲基化和microRNA調(diào)控紅梨果皮著色的機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 紅梨 花青苷 著色調(diào)控 光響應(yīng) DNA甲基化 miRNA SPL基因

【摘要】：果皮色澤是重要的果實(shí)外觀品質(zhì)之一,紅梨色澤的形成主要源于果皮中花青苷的積累。目前通過經(jīng)典遺傳學(xué)手段對(duì)花青苷合成的調(diào)控機(jī)制已經(jīng)有了比較深入的研究,但DNA甲基化和microRNA(miRNA)對(duì)紅梨果皮著色的調(diào)控研究較少。本研究以綠皮梨'早酥'及其紅色芽變'早酥紅,(現(xiàn)已正式命名為'紅早酥'),紅色砂梨品種'滿天紅'和'美人酥',紅色西洋梨品種'凱斯凱德'為主要試材,探討了 DNA甲基化和miRNA對(duì)紅梨著色調(diào)控的相關(guān)機(jī)制,同時(shí)篩選了光敏感型紅梨材料,主要研究成果如下:1、'早酥紅'各組織的花青苷含量顯著高于'早酥',且'早酥紅'條紋著色成熟果中紅條紋的花青苷含量高于綠條紋�；虮磉_(dá)結(jié)果顯示,PpPAL1、PpPAL2、PpCHS1、PpCHS2、PpCHT1、PpCHI2、PpCHI3、PpF3H、PpDFR1和PpANS等基因的表達(dá)量在幼嫩組織里面要顯著高于成熟組織,而PpUFGT2和PpMY210的表達(dá)則與花青苷的積累呈現(xiàn)顯著的正相關(guān),但是不同材料上PpUFGT2和PpMYB10基因編碼區(qū)和啟動(dòng)子區(qū)域均未產(chǎn)生序列變異。對(duì)不同材料上PpMYB10基因啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化水平進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),紅色材料上的甲基化水平要顯著低于綠色材料。因此我們推測(cè),MYB10啟動(dòng)子區(qū)域的去甲基化與'早酥'梨紅色芽變'早酥紅'及'早酥紅'紅色條紋果皮的花青苷積累有關(guān)。2、紅色砂梨品種'滿天紅'和紅色西洋梨品種'凱斯凱德'對(duì)采前套袋和采后紫外光/可見光誘導(dǎo)處理同樣具有不同的響應(yīng)模式。去袋10天后和采后紫外光/可見光處理10天后,砂梨品種'滿天紅'可以積累較多的花青苷,而西洋梨品種'凱斯凱德'幾乎沒有著色。PAL和DFR的酶活性在'滿天紅'著色過程中升高�；虮磉_(dá)結(jié)果顯示,PpCHS3、PpCHI3、PpUFGT1和PpMYB10等4個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄在套袋和采后紫外光/可見光處理過程中與花青苷的積累呈顯著正相關(guān),說明這4個(gè)基因可能是梨上調(diào)控花青苷合成的關(guān)鍵基因。3、去袋后,'美人酥'果皮花青苷逐漸積累,花青苷合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)上調(diào)。通過sRNA和降解組測(cè)序,發(fā)現(xiàn)在梨果皮中表達(dá)的27個(gè)miR156家族成員,并發(fā)現(xiàn)4個(gè)可以被miR156降解的SPL基因。通過梨全基因組SPL家族成員鑒定,發(fā)現(xiàn)19個(gè)PpSPL成員,其中11個(gè)成員擁有miR156的剪切位點(diǎn)。在'美人酥'果皮著色過程中,miR156表達(dá)上調(diào),而PpSPL基因中,PpSPL2、PpSPL5、PpSPL7、PpSPL9、PpSPL1O、PpSPL13、PpSPL16、PpSPL17和PpSPL18的表達(dá)下調(diào)。酵母雙雜結(jié)果顯示,梨上調(diào)控花青苷合成的3類轉(zhuǎn)錄因子可以形成MYB/bHLH/WD40轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體,并且PpSPL10和PpSPL13與PpMYB10存在互作。結(jié)合前人的研究結(jié)果和本試驗(yàn)的數(shù)據(jù),我們提出了以下假說:黑暗中,由于miR156的低表達(dá),高表達(dá)的SPL通過破壞MYB/bHLH/WD40蛋白復(fù)合體的形成,進(jìn)而抑制CHS、AN和UFGT的表達(dá)來負(fù)調(diào)控花青苷的合成。去袋進(jìn)行重曝光后,miR156上調(diào)表達(dá)并降解SPL基因,使得MYB/bHLH/WD40蛋白復(fù)合體重新形成,從而促進(jìn)了花青苷合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá),并最終誘導(dǎo)花青苷的合成。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S661.2

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本文編號(hào)：1265898