檸檬酸代謝及轉(zhuǎn)運相關(guān)基因?qū)Ω涕俟麑嵥岫鹊恼{(diào)控機制.pdf

1、果實酸度是果實品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其在細(xì)胞內(nèi)的調(diào)控主要分為代謝和轉(zhuǎn)運兩方面。柑橘果實中最主要的有機酸是檸檬酸，本文以高橙（Citrus sp.）、溫州蜜柑（Citrus unshiu Marc.）和椪柑(Citrus reticulata Blanco cv.Ponkan)果實為材料，利用深度測序研究檸檬酸代謝和轉(zhuǎn)運相關(guān)基因表達(dá)模式，并對轉(zhuǎn)運關(guān)鍵基因進行功能驗證，從遺傳因子、栽培措施及采后處理等方面初步揭示了柑橘有機酸積累調(diào)控機制。主要

2、結(jié)果如下:
　　1、初步鑒定了果實檸檬酸降解相關(guān)的轉(zhuǎn)運蛋白基因。研究高橙和溫州蜜柑果實發(fā)育階段檸檬酸含量變化，發(fā)現(xiàn)高橙果實可能存在檸檬酸降解障礙。對高橙和溫州蜜柑發(fā)育階段果實進行深度測序，得到4866條差異表達(dá)基因(DEGs)。通過實時熒光定量PCR(qRT-PCR)驗證發(fā)現(xiàn)，CitAco3、CitGS2、CitGDU1、CitCHX、 CitAL-MT和CitDIC的表達(dá)在兩個品種發(fā)育后期有顯著性差異，且與檸檬酸含量變化一致。因

3、此，推測CitAco3、CitGS2和CitGDU1調(diào)控的谷氨酰胺途徑可能是果實發(fā)育過程中檸檬酸降解的主要支路，而3個轉(zhuǎn)運蛋白基因（CitCHX、CitAL-MT和CitDIC）可能與檸檬酸降解有關(guān)。用熱激處理高橙果實，發(fā)現(xiàn)果實TA含量下降7％-9％，且CitCHX、 CitAL-MT和CitDIC的表達(dá)被熱激處理顯著誘導(dǎo)。進一步用煙草瞬時表達(dá)體系進行驗證，發(fā)現(xiàn)CitCHX、 CitAL-MT和CitDIC注射后葉片中檸檬酸含量分別為對

4、照的24％、31％和27％;同時，順烏頭酸酶活性均被顯著誘導(dǎo)，表明CitCHX、 CitAL-MT和CitDIC可能通過增強果實檸檬酸降解相關(guān)酶活性，從而促進檸檬酸降解，但其具體作用機制有待進一步研究。
　　2、研究了延后栽培過程中椪柑果實檸檬酸代謝規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在延后采收過程中，溫室栽培果實相對于露地栽培果實的可滴定酸(TA)含量顯著降低，固酸比增加了6％-19％，表現(xiàn)出較好的風(fēng)味品質(zhì)。露地栽培果實中檸檬酸含量顯著高于溫室栽培果實，

5、檸檬酸合成相關(guān)基因CitPEPCs和CitCSs呈顯著上調(diào)表達(dá)，表明露地栽培果實檸檬酸的合成顯著增強。而檸檬酸降解相關(guān)的CitAco3、CitGAD4基因也被顯著誘導(dǎo)，可能是由于露地栽培果實內(nèi)檸檬酸大量積累，造成果實細(xì)胞內(nèi)高酸環(huán)境，使植物逆境相關(guān)的γ-氨基丁酸(GABA)支路被激活，促進了檸檬酸的轉(zhuǎn)化，從而維持果實細(xì)胞內(nèi)的酸度平衡。
　　3、研究了低溫和水分脅迫對椪柑果實檸檬酸代謝的調(diào)控。椪柑果實成熟期易遭遇低溫、干旱等不適宜生長

6、環(huán)境，通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)檸檬酸含量在低溫處理果實中一直顯著高于對照，為對照的1.4-1.9倍，而在干旱處理30天果實中與對照無顯著差異，處理第60天開始高于對照，約為對照的1.5倍，表明水分脅迫對檸檬酸含量的影響可能是長期效應(yīng)。CitPEPCs、CitCSs、CitAco3和CitGAD4的表達(dá)被低溫顯著誘導(dǎo)，而在水分脅迫條件下與對照無顯著差異。生產(chǎn)上椪柑果實延后采收的時間一般是1-2個月，由此可見，低溫可能是露地栽培果實中檸檬酸積累而導(dǎo)