檸檬酸代謝及轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因?qū)Ω涕俟麑?shí)酸度的調(diào)控機(jī)制.pdf

1、果實(shí)酸度是果實(shí)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(yùn)兩方面。柑橘果實(shí)中最主要的有機(jī)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(shí)為材料，利用深度測(cè)序研究檸檬酸代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因表達(dá)模式，并對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵基因進(jìn)行功能驗(yàn)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(jī)酸積累調(diào)控機(jī)制。主要

2、結(jié)果如下:
　　1、初步鑒定了果實(shí)檸檬酸降解相關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因。研究高橙和溫州蜜柑果實(shí)發(fā)育階段檸檬酸含量變化，發(fā)現(xiàn)高橙果實(shí)可能存在檸檬酸降解障礙。對(duì)高橙和溫州蜜柑發(fā)育階段果實(shí)進(jìn)行深度測(cè)序，得到4866條差異表達(dá)基因(DEGs)。通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，CitAco3、CitGS2、CitGDU1、CitCHX、 CitAL-MT和CitDIC的表達(dá)在兩個(gè)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(cè)CitAco3、CitGS2和CitGDU1調(diào)控的谷氨酰胺途徑可能是果實(shí)發(fā)育過程中檸檬酸降解的主要支路，而3個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)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(shí)，發(fā)現(xiàn)果實(shí)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(jìn)一步用煙草瞬時(shí)表達(dá)體系進(jìn)行驗(yàn)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(duì)

4、照的24％、31％和27％;同時(shí)，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(qiáng)果實(shí)檸檬酸降解相關(guān)酶活性，從而促進(jìn)檸檬酸降解，但其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。
　　2、研究了延后栽培過程中椪柑果實(shí)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(shí)相對(duì)于露地栽培果實(shí)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(shí)中檸檬酸含量顯著高于溫室栽培果實(shí)，

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(shí)檸檬酸的合成顯著增強(qiáng)。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(shí)內(nèi)檸檬酸大量積累，造成果實(shí)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(jìn)了檸檬酸的轉(zhuǎn)化，從而維持果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的酸度平衡。
　　3、研究了低溫和水分脅迫對(duì)椪柑果實(shí)檸檬酸代謝的調(diào)控。椪柑果實(shí)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(yàn)發(fā)現(xiàn)檸檬酸含量在低溫處理果實(shí)中一直顯著高于對(duì)照，為對(duì)照的1.4-1.9倍，而在干旱處理30天果實(shí)中與對(duì)照無顯著差異，處理第60天開始高于對(duì)照，約為對(duì)照的1.5倍，表明水分脅迫對(duì)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(duì)照無顯著差異。生產(chǎn)上椪柑果實(shí)延后采收的時(shí)間一般是1-2個(gè)月，由此可見，低溫可能是露地栽培果實(shí)中檸檬酸積累而導(dǎo)