紅皮西洋梨果皮紅色消退候選基因的篩選分析.pdf

1、顏色是果皮重要的外觀品質(zhì)，紅皮西洋梨由于其優(yōu)良品質(zhì)深受消費者喜愛，但成熟果實果皮紅色消退問題嚴重影響了其商品價值?；ㄇ嘬帐羌t色果皮形成的物質(zhì)基礎，要確定紅皮西洋梨果皮褪色的分子機理，必須弄清花青苷合成與消退的關鍵基因。為此本研究以果實發(fā)育后期不褪色的‘紅星’（Pyrus communis L.）和果實發(fā)育后期嚴重褪色的‘紅巴梨’（Pyrus communis L.）為試驗材料，測定果實不同發(fā)育時期花青苷含量，分析果皮中花青苷的合成速率和

2、降解速率的變化;根據(jù)花青苷含量變化模式，選擇花后35、75天的果皮材料進行轉(zhuǎn)錄組測序，結(jié)合熒光定量表達分析的結(jié)果，確定‘紅巴梨’果皮紅色消退的候選基因。研究結(jié)果如下:
　　1.花后55天，兩者花青苷含量達到最高;果實發(fā)育后期，‘紅巴梨’花青苷含量顯著下降，‘紅星’下降但不顯著;整個發(fā)育時期，‘紅巴梨’花青苷含量始終低于‘紅星’，與果皮表面顏色變化相一致。
　　2.花青苷高峰期之前（花后35-55天），‘紅巴梨’花青苷合成速率

3、＞降解速率，花青苷累積含量增加，且保持較高水平;花青苷高峰期之后（花后55-75天），花青苷合成速率顯著降低，降解速率明顯上升，最終合成速率＜降解速率，花青苷由積累模式轉(zhuǎn)變消耗模式，果皮花青苷含量明顯減少。因此‘紅巴梨’果皮紅色消退是花青苷合成速率降低和花青苷降解速率增加共同導致，但兩者相比花青苷合成速率的降低對‘紅巴梨’的褪色作用更大。
　　3.RT-qPCR分析與花青苷合成有關的結(jié)構(gòu)基因及轉(zhuǎn)錄因子在‘紅星’和‘紅巴梨’不同時期

4、的表達情況，結(jié)果表明CHS、ANS、UFGT、MYB10和bHLH33是引起‘紅巴梨’果實發(fā)育后期花青苷含量降低的重要基因。
　　4.轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析鑒定出947個差異表達基因(Differentially Expressed Genes:DEGs)，其中471個基因在‘紅巴梨’花后75天表達上調(diào)，476個表達下調(diào);KEGG代謝通路分析將947個DEGs聚集94條KEGG代謝通路上，顯著性排名前五位依次為:光合作用、植物晝夜節(jié)律、過

5、氧化物酶體、類黃酮物質(zhì)的合成、次生代謝產(chǎn)物的合成，其中，“次生代謝產(chǎn)物的合成”通路中富集的DEGs最多;利用Entrez數(shù)據(jù)庫對947個DEGs進行功能注釋，篩選出61個可能與花青苷含量積累有關的DEGs，其中包括5個參與類黃酮物質(zhì)的合成，3個參與花青苷的降解，8個參與花青苷的轉(zhuǎn)運，其余全為轉(zhuǎn)錄因子MYB，bHLH，WRKY，NAC，ERF和zinc finger;另外還鑒定出7個與光信號有關的基因;RT-qPCR檢測12個候選基因的表