【摘要】：番茄果實(shí)的成熟是一個(gè)復(fù)雜的高度協(xié)調(diào)的過程,并受多種植物激素調(diào)控。乙烯對(duì)番茄果實(shí)成熟進(jìn)程的調(diào)控研究已有很多報(bào)道。然而生長(zhǎng)素對(duì)果實(shí)成熟調(diào)控的分子機(jī)理則研究較少。此外,在番茄成熟過程中生長(zhǎng)素與乙烯的互作網(wǎng)絡(luò)及其在成熟進(jìn)程中發(fā)揮的作用目前仍不明確。因此本研究使用外源生長(zhǎng)素與乙烯利處理采后綠熟期的櫻桃番茄果實(shí),并通過RNA-Seq等手段來研究生長(zhǎng)素對(duì)番茄果實(shí)成熟過程的早期及長(zhǎng)期影響、對(duì)果實(shí)色素代謝的影響、對(duì)番茄代謝組的影響以及果實(shí)成熟過程中生長(zhǎng)素-乙烯互作網(wǎng)絡(luò)。研究結(jié)果表明:1.外源生長(zhǎng)素處理上調(diào)了番茄果實(shí)中生長(zhǎng)素相關(guān)基因(15個(gè)AUX/IAA基因,4個(gè)GH3基因,1個(gè)SAUR基因)、GST基因以及脅迫相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá),并且提高大量抗逆性相關(guān)的基因的表達(dá)量,減輕高濃度生長(zhǎng)素脅迫并維持細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)素的動(dòng)態(tài)平衡。隨后,外源生長(zhǎng)素提升了系統(tǒng)1乙烯合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄豐度,并且維持了細(xì)胞核內(nèi)基因組的高甲基化水平來抑制系統(tǒng)2乙烯合成相關(guān)的基因的表達(dá)。同時(shí),類胡蘿卜素代謝、細(xì)胞壁降解、能量代謝等通路上的相關(guān)基因的表達(dá)水平也被抑制,最終導(dǎo)致果實(shí)成熟進(jìn)程的推遲。此外,許多乙烯合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基因的表達(dá)模式能被外源生長(zhǎng)素干擾;相關(guān)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析也顯示生長(zhǎng)素相關(guān)基因與乙烯相關(guān)基因之間存在顯著的相關(guān)關(guān)系,這表明番茄果實(shí)成熟過程中生長(zhǎng)素與乙烯之間存在明顯的交互作用。2.外源生長(zhǎng)素處理能夠強(qiáng)烈影響番茄果實(shí)色素、總酚及總黃酮的的積累與代謝進(jìn)程,但對(duì)這些物質(zhì)在最終成熟的果實(shí)中的含量的影響并不明顯�；虮磉_(dá)分析結(jié)果顯示,在果實(shí)成熟的早期及中期,生長(zhǎng)素能夠顯著影響色素代謝途徑以及其調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量,隨著成熟進(jìn)程的推進(jìn),生長(zhǎng)素對(duì)這些基因的調(diào)控作用逐漸減弱甚至消失。對(duì)影響番茄果實(shí)色素積累的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)譜分析顯示SlRIN、SlCNR、SlGLK2、SlARF4與SlAP2a可能參與了生長(zhǎng)素對(duì)番茄果實(shí)色素代謝的調(diào)控,而SlGR則很可能沒有參與該過程。3.在成熟前施加外源生長(zhǎng)素處理能夠顯著改變番茄果實(shí)氨基酸、糖類及有機(jī)酸的積累過程,并且這種改變?cè)诔墒斓淖罱K階段并不能完全恢復(fù)。番茄果實(shí)中檸檬酸、蘇糖酸以及琥珀酸的含量受外源生長(zhǎng)素處理提升,而甘氨酸與天冬氨酸的積累則被生長(zhǎng)素抑制。4.乙烯處理能夠通過改變生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體編碼基因及生長(zhǎng)素初級(jí)響應(yīng)基因的表達(dá)模式來調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素的運(yùn)輸及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。而生長(zhǎng)素對(duì)乙烯代謝(ACS2,ACS4,ACS6,6個(gè)ACO基因)及信號(hào)途徑中基因(ETR,EBF與ERF基因)的表達(dá)調(diào)控大多出現(xiàn)在處理后第7天。MAPK基因與泛素化過程相關(guān)基因的表達(dá)也受外源生長(zhǎng)素處理影響。表明生長(zhǎng)素對(duì)乙烯的調(diào)控機(jī)制十分復(fù)雜。此外通過表達(dá)量受生長(zhǎng)素與乙烯共同調(diào)控的基因進(jìn)行差異分析,我們還篩選出了生長(zhǎng)素-乙烯互作的關(guān)鍵互作點(diǎn),并建立了一個(gè)番茄成熟過程中生長(zhǎng)素-乙烯互作的初步模型。
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【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)】：S641.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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2 安豐英;郭紅衛(wèi);;乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制[J];植物學(xué)通報(bào);2006年05期

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本文編號(hào)：2442546