【摘要】：哈密瓜為新疆特色瓜果資源,其采后貯運(yùn)過(guò)程中嚴(yán)重的病害侵染現(xiàn)象已成為制約新疆哈密瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)2014年全疆哈密瓜總產(chǎn)量240萬(wàn)噸,貯運(yùn)過(guò)程中腐爛率高達(dá)30%左右。課題組前期研究表明貯藏過(guò)程中哈密瓜青霉菌侵染是誘導(dǎo)果實(shí)腐敗的主要原因,然而目前哈密瓜響應(yīng)青霉菌侵染的反應(yīng)機(jī)制的研究鮮見(jiàn)報(bào)道,果實(shí)對(duì)病原菌侵染的響應(yīng)機(jī)制明晰已成為哈密瓜腐爛控制技術(shù)研究首要解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。本論文主要通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析青霉菌侵染哈密瓜過(guò)程中果實(shí)差異表達(dá)基因的種類、功能和數(shù)量,鑒定與病程相關(guān)的重要差異蛋白質(zhì),較為深入的揭示了哈密瓜對(duì)青霉菌侵染的應(yīng)答機(jī)制,研究成果為開展相關(guān)抗性基因和蛋白的表達(dá)調(diào)控奠定基礎(chǔ),研究獲得的具體成果或結(jié)論如下:1、轉(zhuǎn)錄組分析獲得了50502個(gè)Unigenes,其中71.28%可以比對(duì)到非冗余蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)(NR)中,經(jīng)Pathway分析,有49%的Unigenes映射到128個(gè)代謝通路上;通過(guò)蛋白庫(kù)比對(duì)獲得35080個(gè)CDS,通過(guò)ESTscan預(yù)測(cè)得到1395個(gè)CDS;研究還發(fā)現(xiàn)有10526個(gè)Unigenes沒(méi)有獲得注釋,可能是新發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄本,或者是哈密瓜果實(shí)區(qū)別于其它物種而特有的基因,后期通過(guò)多變量驗(yàn)證的方法可實(shí)現(xiàn)哈密瓜區(qū)別于其它物種的新轉(zhuǎn)錄本或者特有基因的挖掘。2、青霉菌侵染不同階段,哈密瓜果實(shí)基因表達(dá)顯著不同,未侵染和侵染48小時(shí)相比,有差異表達(dá)基因15089個(gè);未侵染和侵染60小時(shí)相比,有14545個(gè)。青霉菌侵染48小時(shí),主要上調(diào)超氧化物歧化酶、β-葡糖苷酶24、過(guò)氧化物酶N1等相關(guān)基因表達(dá)進(jìn)行防御;侵染60小時(shí),主要上調(diào)富含亮氨酸重復(fù)蛋白、過(guò)氧化物酶5、鈣依賴蛋白激酶8等基因進(jìn)行防御;在整個(gè)侵染過(guò)程中幾丁質(zhì)酶I、過(guò)氧化物酶73、谷胱甘肽s-轉(zhuǎn)移酶基因持續(xù)上調(diào)。研究結(jié)果表明哈密瓜果實(shí)可以通過(guò)谷胱甘肽代謝,苯丙烷、苯丙氨酸代謝,類黃酮合成,谷氨酸、蛋氨酸代謝,油菜素甾醇(BRs)、水楊酸信號(hào)等途徑中關(guān)鍵基因的表達(dá)調(diào)控產(chǎn)生響應(yīng)霉菌侵染的應(yīng)激反應(yīng)。3、采后哈密瓜可以通過(guò)兩種免疫系統(tǒng)誘導(dǎo)產(chǎn)生防御反應(yīng),一是PAMP-triggered immunity系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)鈣依賴蛋白激酶、呼吸爆發(fā)氧化酶、亮氨酸重復(fù)受體蛋白激酶、鈣調(diào)蛋白等基因表達(dá)產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng);通過(guò)調(diào)控延長(zhǎng)因子Tu、細(xì)胞分裂素激活蛋白激酶1等誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白(PR1)上調(diào)表達(dá);二是Effector-triggered immunity系統(tǒng),通過(guò)調(diào)節(jié)激活抗病蛋白R(shí)PM1(RPM1)、抗病蛋白R(shí)PS2(RPS2)等基因表達(dá)產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng);通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子MYC2(MYC2)和茉莉酸ZIM域包含蛋白(JAZ)誘導(dǎo)病程相關(guān)蛋白,提高對(duì)青霉菌的抗病性。4、運(yùn)用相對(duì)和絕對(duì)定量同位素標(biāo)記技術(shù)(i TRAQ)對(duì)青霉菌侵染前后哈密瓜果實(shí)蛋白進(jìn)行鑒定分析,獲得了4855個(gè)果實(shí)表達(dá)蛋白,其中包括76個(gè)未知功能蛋白。霉菌侵染哈密瓜不同階段,鑒定出的差異蛋白不同,其中未侵染和侵染48小時(shí)相比,差異蛋白有179個(gè);未侵染和侵染60小時(shí)相比,差異蛋白有413個(gè)。進(jìn)一步分析后,篩選出共性差異蛋白25個(gè),其中在霉菌侵染60小時(shí)持續(xù)發(fā)揮抗性作用的有內(nèi)切幾丁質(zhì)酶MCHT-2、過(guò)氧化物酶52;在霉菌侵染48小時(shí)起到重要抗性作用的有奇果蛋白、谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶PARB、酸性內(nèi)切幾丁質(zhì)酶等。5、差異蛋白與差異基因表達(dá)關(guān)聯(lián)性分析表明,未侵染與侵染48小時(shí)(0-Vs-48)組中有107個(gè)關(guān)聯(lián)差異蛋白,與差異基因表達(dá)趨勢(shì)呈正相關(guān)的有70個(gè);未侵染與侵染60小時(shí)(0-Vs-60)組中有253個(gè)關(guān)聯(lián)差異蛋白,與差異基因表達(dá)趨勢(shì)相同的數(shù)量有172個(gè);其中與抗逆相關(guān)的蛋白所占比例最大。通過(guò)STRING在線分析推測(cè)出3個(gè)未知差異蛋白的功能,其中Unigene11705_QHMG可能具有響應(yīng)生物刺激,防衛(wèi)反應(yīng)功能;Unigene11707_QHMG可以通過(guò)調(diào)節(jié)油菜素類固醇信號(hào)參與防衛(wèi)反應(yīng);CL3109.Contig1_QHMG通過(guò)調(diào)節(jié)木質(zhì)素和類黃酮的合成起到防衛(wèi)反應(yīng)功能。6、哈密瓜果實(shí)中相關(guān)抗性酶超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、β-1,3葡聚糖酶、幾丁質(zhì)酶(CHT)參與了抵御青霉菌侵染的反應(yīng);貯藏前期,低溫和保鮮劑處理可以誘發(fā)抗性酶活性升高清除自由基;貯藏后期,霉菌侵染再次誘導(dǎo)防御酶活性升高,提高哈密瓜果實(shí)的抗病性。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S436.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛曉英;吳慶智;劉曉航;蔡銳;吳孝軍;黃娜娜;;新疆哈密瓜采后主要致腐病原真菌的分離與鑒定[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào);2006年12期

2 裴世琪;童軍茂;寇霄騰;王鑫騰;;拮抗酵母菌對(duì)哈密瓜采后病害抑制效果的初步研究[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2009年01期

3 李剛;柳中海;單春會(huì);;水楊酸處理對(duì)哈密瓜生理指標(biāo)影響的研究[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2009年11期

4 付月;李學(xué)龍;薛永常;;木質(zhì)素合成酶基因F5H的克隆及其鑒定[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2006年08期

5 陳存坤;王文生;高元惠;馮炯琦;董成虎;王東禮;;新疆厚皮甜瓜采后病害及主要病原真菌的分離與鑒定[J];保鮮與加工;2008年06期

6 王靜;李學(xué)文;廖新福;楊軍;侯煥;龐玉菲;;熱處理和殼聚糖涂膜對(duì)采后接菌哈密瓜生理生化特性的影響[J];西北植物學(xué)報(bào);2012年02期

7 張欣;曹君邁;貝盞臨;;差異蛋白質(zhì)組學(xué)在植物科學(xué)研究中的應(yīng)用[J];廣東農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年07期

8 謝東鋒;畢陽(yáng);鄧建軍;何紹凱;呂生鋒;;采前殼聚糖對(duì)厚皮甜瓜果實(shí)潛伏侵染及其采后主要病害的控制[J];甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

9 王曉靜;馬文平;王芳;;甜瓜采后致病菌交鏈菌的防治方法研究[J];北方園藝;2014年04期

10 曹旭;陳靜宇;張淑梅;趙曉宇;孟利強(qiáng);胡基華;姜威;李晶;;薄皮甜瓜采后病害生防菌株的篩選及鑒定[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳全助;福建桉樹焦枯病菌鑒定及其誘導(dǎo)下桉樹轉(zhuǎn)錄組和蛋白組學(xué)研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2013年

2 蘇亞春;甘蔗應(yīng)答黑穗病菌侵染的轉(zhuǎn)錄組與蛋白組研究及抗性相關(guān)基因挖掘[D];福建農(nóng)林大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：2524778