果皮顏色是蘋果（Malus domestica Borkh.）一個重要的農(nóng)藝性狀,直接影響著蘋果的商品價值。蘋果果皮顏色主要由花青素、類胡蘿卜素等含量決定。芽變是發(fā)現(xiàn)優(yōu)于親本的新品種或新品系的一個重要方法,是果樹品種改良的重要途徑之一,而果皮顏色是蘋果等芽變選種的主要依據(jù)之一,如‘元帥’系蘋果品種的篩選主要與果皮著色度有關(guān)。目前雖對蘋果等果實著色的分子調(diào)控機制有比較深入的系統(tǒng)認(rèn)知,但對于不同芽變品種間果皮著色差異機理的尚不清楚。因此,本文選用‘元帥’（G0）及其四代連續(xù)自然突變體（分別為‘紅星’（G1）、‘新紅星’（G2）、‘康拜爾首紅’（G3）和‘瓦里短枝’（G4））作為研究材料,通過果實著色相關(guān)生理生化指標(biāo)的測定,結(jié)合全基因組DNA甲基化測序和轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù),對比親本與每代自然突變體之間的全基因組甲基化水平和轉(zhuǎn)錄水平的差異,分析與果皮著色相關(guān)的候選基因,以期探究芽變品種間果皮著色差異的機理,為蘋果果實色澤的遺傳改良提供理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:1.果皮著色從G0到G4逐漸增加,且四代突變體中的花青素含量均高于‘元帥’。早期苯丙酸生物合成基因ASP3、PAL、4CL、PER、CHS、C... 

【文章來源】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

梢端組織發(fā)生層由突變形成的嵌合體主要類型示意圖

?0余個品種，其中以紅星為典型代表，多數(shù)是元帥的著色系芽變。‘元帥’系第三代有西紅、克勞森、紅皇、早紅、紅王、新紅星等60余個品種，以新紅星為代表，多數(shù)是‘元帥’系第二代的短枝型芽變�！獛洝档谒拇秀y紅、紐紅皇、俄矮紅、首紅、康拜爾首紅、摩西首紅、利特爾等20余個品種，其中以首紅為典型代表，‘元帥’系第五代有阿斯矮生、栽培1號、瓦里短枝、超矮紅、超首紅、早首紅、矮南紅等10余個品種，其著色狀況和短枝性狀進一步提高，從而使‘元帥’系蘋果不斷得到改良，形成了一個遍布世界各地的的芽變品種群。圖1-2‘元帥’系蘋果家譜圖Fig.1-2Familytreeof‘RedDelicious’

‘元帥’系蘋果芽變品種著色分子機理研究11愈傷組織中，花青素和原花青素水平顯著升高，使乙烯途徑中MdACO1、MdERF1和MdERF3的表達水平增加，類黃酮途徑中MdCHS、MdCHI、MdF3H、MdDFR、MdANS、MdLAR、MdANR、MdMYB9和MdMYB11的表達水平也顯著增加[158]。1.2.3花青素合成關(guān)鍵酶類活性對果皮著色的影響在改善和闡明蘋果果皮著色機理方面已投入了大量的精力，生物合成途是花青素積累的主要因素之一，由許多酶催化細(xì)胞質(zhì)隔室內(nèi)花青素合成的順序反應(yīng)組成。目前植物花青素合成途徑研究己較為成熟（圖1-2）。首先，苯丙氨酸在苯丙氨酸裂解酶（phenylalanineammonia-lyase,PAL）等酶的催化下形成對香豆酰輔氨酶A[159-161]，再由查爾酮合成酶（chalconesynthase,CHS）催化形成查爾酮，然后在查爾酮異構(gòu)酶（chalconeisomerase,CHI）的催化下形成黃烷酮[162,163]，再由黃烷酮-3-羥化酶（flavanone-3-hydroxylase,F3H）和類黃酮-3’-羥化酶（flavanone-3’-hydroxylase,F3’H）的催化下形成二氨黃酮醇[164]，再在二氨黃酮醇-4-還原酶（dihydroflavonol-4-reductase,DFR）的催化下生成無色花青素[165]，經(jīng)花色素合成酶（ANS）催化合成花青素，最后在類黃酮-3-O-葡糖基轉(zhuǎn)移酶（UDP-glucose:flavonoid3-O-glucosyltransferase,UFGT）的作用下形成穩(wěn)定的花青素[166-169]。在蘋果中，參與花青素生物合成途徑的大多數(shù)基因的表達與花青素積累呈正相關(guān)[170-172]。然而，其他高等植物并不總是這樣。如，在葡萄和梨中，只有UDP-葡萄糖：類黃酮3-O-葡糖基轉(zhuǎn)移酶（UFGT）的作用已被證明是花色苷生物合成和著色發(fā)育中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素[173-175]。圖1-3花青素合成途徑Fig.1-3Anthocyaninsynthesispathway

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同光質(zhì)對苦蕎芽黃酮類物質(zhì)及抗氧化活性的影響[J]. 王珺儒,易倩,帖青清,彭鐮心,趙鋼.  食品科技. 2019(05)
[2]透濕性反光膜覆蓋對柑橘樹體微環(huán)境、新梢生長及果實發(fā)育的影響[J]. 王浩,王磊,王杰,蔣飛,劉海明,葉軍,鄧楠林,許文平,張才喜,王世平.  果樹學(xué)報. 2017(08)
[3]采前除袋鋪設(shè)反光膜對桃果實著色及相關(guān)基因表達的影響[J]. 馬瑞娟,張斌斌,張春華,蔡志翔,顏志梅.  園藝學(xué)報. 2015(11)
[4]晚熟釀酒葡萄新品種‘新北醇’[J]. 范培格,王利軍,吳本宏,段偉,楊美容,黎盛臣,梁振昌,辛海平,匡陽甫,郭鋆鋆,廖宣峰,李前雋,李紹華.  園藝學(xué)報. 2015(06)
[5]蔗糖對紫色土豆微型薯形成及花青素含量的影響[J]. 楊瑞娟,龔一富,郭倫,杭雨晴,王何瑜.  生物學(xué)雜志. 2015(02)
[6]果實花青素生物合成分子機制研究進展[J]. 王華,李茂福,楊媛,金萬梅.  植物生理學(xué)報. 2015(01)
[7]草莓新品種——小白[J]. 李春梅,李健.  山西果樹. 2014(01)
[8]地面遮陰對新疆‘紅地球’葡萄果實著色的影響[J]. 孟祥云,王枝翠,王雨歌,樊新民,趙寶龍,劉懷鋒.  果樹學(xué)報. 2014(01)
[9]反光膜對大棚‘翠冠’梨果實糖積累及蔗糖代謝相關(guān)酶活性的影響[J]. 吳瑞媛,陳露露,王濤,黃雪燕,蔡丹英,滕元文.  果樹學(xué)報. 2013(03)
[10]植物花青素合成相關(guān)的bHLH轉(zhuǎn)錄因子[J]. 楊鵬程,周波,李玉花.  植物生理學(xué)報. 2012(08)

博士論文
[1]‘澳洲青蘋’蘋果套袋處理后果實著色相關(guān)基因的克隆及表達分析[D]. 張小軍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013



本文編號：3487814