桃硬質(zhì)型肉質(zhì)調(diào)控機(jī)制研究及果實(shí)成熟軟化相關(guān)miRNA發(fā)掘.pdf

1、硬質(zhì)型桃因其獨(dú)特的肉質(zhì)特性而深受市場的喜愛，也為我們研究桃果實(shí)成熟軟化的機(jī)制提供了極佳的材料。迄今，對(duì)于桃果實(shí)成熟和果肉質(zhì)地調(diào)控分子機(jī)制的研究還嚴(yán)重欠缺，相關(guān)調(diào)控機(jī)理的研究還需進(jìn)一步深入。本研究主要包括三個(gè)部分:以溶質(zhì)型油桃‘中油桃13號(hào)’和硬質(zhì)型油桃‘中油桃16號(hào)’為材料，研究乙烯合成途徑中關(guān)鍵催化酶ACS（1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合成酶）家族基因在桃果實(shí)發(fā)育和成熟過程中的表達(dá)模式及此基因家族對(duì)外源乙烯、生長素和低溫處理的響應(yīng)模式，分

2、析其在桃果實(shí)發(fā)育和成熟過程中的作用;采用數(shù)字表達(dá)譜(DGE)分析硬質(zhì)型桃‘有名白桃’和溶質(zhì)型桃‘黃金蜜3號(hào)’桃果實(shí)成熟過程中生長素穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的表達(dá)模式差異，篩選出控制硬質(zhì)型性狀的候選基因，并對(duì)關(guān)鍵候選基因進(jìn)行了功能分析;采用高通量測序技術(shù)檢測miRNA在硬質(zhì)型桃和普通型桃果實(shí)成熟過程中的差異變化情況。主要研究結(jié)果如下:
　　1桃果實(shí)生長發(fā)育和成熟過程中ACS基因家族的特征分析
　　(1)桃基因組中共有6個(gè)ACS基因，分別命

3、名為PpACS1～6。其中，PpACS1、PpA CS4和PpACS5在果實(shí)生長發(fā)育過程中表達(dá)，PpACS1和PpACS4在成熟期表達(dá)而PpACS5只在幼果期表達(dá)。PpACS1在溶質(zhì)型桃S4時(shí)期特異高水平表達(dá)而在硬質(zhì)型桃中不表達(dá)。
　　(2)檢測成熟果實(shí)中ACS基因家族部分成員對(duì)外源處理的響應(yīng)。生長素處理誘導(dǎo)‘中油桃13號(hào)’中PpACS1、PpACS4和PpACS5的表達(dá)升高，但這些基因?qū)σ蚁┨幚頍o反應(yīng)。
　　(3)油桃中A

4、CS基因家族的工作模式為:PpACS5負(fù)責(zé)系統(tǒng)Ⅰ乙烯合成，PpACS1和PpACS4在系統(tǒng)Ⅰ乙烯向系統(tǒng)Ⅱ乙烯的過渡階段起作用，躍變型乙烯由PpACS1負(fù)責(zé)合成。
　　2桃果實(shí)成熟階段生長素穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的綜合分析
　　(1)果實(shí)成熟階段生長素濃度測定及生長素穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的數(shù)字表達(dá)譜(DGE)分析。在溶質(zhì)型桃果實(shí)躍變成熟階段生長素含量顯著增加，同期硬質(zhì)型桃果實(shí)中生長素含量始終維持很低的水平。DGE分析檢測到六個(gè)生長素穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因

5、的表達(dá)模式與生長素積累模式完全一致。綜合考慮基因的功能，黃素內(nèi)加氧酶基因PpYUC11可能調(diào)控了成熟階段桃果實(shí)IAA的積累。
　　(2) YUC家族基因的表達(dá)模式分析。溶質(zhì)型桃果實(shí)S1～S4階段只能檢測到PpYUC10和PpYUC11兩基因的表達(dá)。其中，PpYUC11僅在溶質(zhì)型桃S4時(shí)期的果肉中高水平表達(dá)。
　　(3) PpYUC11基因座位及附近共有12處多態(tài)性位點(diǎn)，第一個(gè)內(nèi)含子中的SSR位點(diǎn)在非硬質(zhì)和硬質(zhì)型材料中呈現(xiàn)有規(guī)

6、律的分布:硬質(zhì)型桃品種的基因型為hd/hd，而非硬質(zhì)型品種的基因型為Hd/-。
　　(4)多個(gè)品種S3至S4時(shí)期果實(shí)中，PpYUC11表達(dá)、IAA含量、PpACS1表達(dá)、乙烯釋放量和果實(shí)硬度的協(xié)同變化。
　　概括而言，PpYUC11的表達(dá)模式、功能注釋、組織時(shí)空特異性表達(dá)和基因座位上硬質(zhì)型性狀連鎖位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)都表明它是控制桃果實(shí)硬質(zhì)型肉質(zhì)的重要候選基因。
　　3桃果實(shí)成熟階段miRNA表達(dá)豐度的比較。為研究桃果實(shí)成熟過程

7、中miRNA及其靶基因的作用，以‘中油桃16號(hào)’和‘中油桃13號(hào)’果實(shí)成熟階段果肉為材料，構(gòu)建sRNA文庫并采用Solexa高通量測序。此階段共檢測到24個(gè)miRNA表達(dá)豐度存在差異，其中miR171b/z的豐度變化非常有趣:在溶質(zhì)型‘中油桃13號(hào)，中果皮中隨果實(shí)成熟躍變豐度劇烈上升，而在硬質(zhì)型‘中油桃16號(hào)’中果皮中的豐度很低且豐度隨果實(shí)成熟未發(fā)生變化，推測miR171b/z參與桃果實(shí)成熟時(shí)的躍變過程，可能參與了乙烯或IAA路徑中的上