四種非生物因子對(duì)刺梨AsA相關(guān)基因表達(dá)的影響.pdf

1、刺梨（Rosa roxburghii Tratt）屬于薔薇科薔薇屬植物，其果實(shí)含有豐富的維生素C（L-Ascorbic acid，AsA)。研究顯示AsA的合成受到多種生物和非生物因子的調(diào)控，本課題組對(duì)刺梨的前期研究也發(fā)現(xiàn)部分二價(jià)金屬離子、外源生長(zhǎng)物質(zhì)以及干旱或紫外脅迫等非生物因子會(huì)影響AsA的積累。本文以貴農(nóng)五號(hào)刺梨（Rosa roxburghii Tratt‘Guinong5’）為材料，研究了四種非生物因子對(duì)刺梨果實(shí)AsA含量的影響

2、；在此基礎(chǔ)上，分析了參與AsA合成和代謝相關(guān)基因的表達(dá)響應(yīng)，以期為揭示刺梨AsA積累的可能調(diào)節(jié)機(jī)理提供更多分子生物學(xué)證據(jù)。獲得的主要結(jié)果如下：
　?。?）在前期研究的基礎(chǔ)上，采用離體喂飼的方法分析了Ca2+和Cu2+兩種二價(jià)金屬離子對(duì)AsA積累及相關(guān)基因表達(dá)的影響，結(jié)果表明，Ca2+對(duì)刺梨果實(shí)中AsA的積累有顯著的促進(jìn)作用，而Cu2+對(duì)AsA有明顯的分解效應(yīng)。添加Ca2+對(duì)L-半乳糖途徑中的GalLDH和GPP基因以及再生途徑中的

3、DHAR和MDHAR基因的表達(dá)均有顯著的上調(diào)作用，說(shuō)明Ca2+參與了刺梨果實(shí)AsA合成和代謝基因轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控；而外源Cu2+除對(duì)合成途徑的GalLDH和GGP等兩個(gè)基因表現(xiàn)出較小幅度的下調(diào)作用外，對(duì)參與分解代謝過(guò)程的基因并未有明顯的上調(diào)效應(yīng)，意味著Cu2+并不是主要在基因表達(dá)水平促進(jìn)AsA的氧化。
　?。?）采用離體喂飼的方法，研究了7種外源生長(zhǎng)物質(zhì)對(duì)刺梨果實(shí)AsA合成和積累的影響；并結(jié)合田間噴施的方法，重點(diǎn)驗(yàn)證了3種對(duì)刺梨果實(shí)

4、AsA合成和積累具有顯著促進(jìn)或抑制作用的外源生長(zhǎng)物質(zhì)的可能調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明：在離體條件下，脫落酸（ABA)、生長(zhǎng)素（IBA)、水楊酸（SA)、蕓苔素內(nèi)酯（BR）4種物質(zhì)均顯著促進(jìn)了AsA的積累，24 h后果實(shí)AsA含量較對(duì)照均顯著升高（p<0.05)，而赤霉素（GA3)、茉莉酸甲酯（MeJA）及胺鮮酯（DA-6）等3種物質(zhì)均不同程度降低了果肉中AsA含量（與對(duì)照比)，其中GA3和MeJA處理最為明顯。田間噴施試驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了BR對(duì)As

5、A積累的促進(jìn)作用，以及GA3和MeJA對(duì)AsA積累的抑制作用。進(jìn)一步的qRT-PCR分析表明，不論是離體喂飼還是田間噴施，GA3和MeJA分別對(duì)GGP和GalUR表現(xiàn)出一致的顯著下調(diào)作用；而BR則對(duì)AsA合成及再生途徑的GGP、GPP、GDH、GalLDH、MIOX、DHAR、MDHAR等7個(gè)基因均有不同程度的上調(diào)作用，尤其是對(duì)GGP的作用最為明顯。
　?。?）以結(jié)果植株為材料，采用盆栽控水的方法研究了干旱脅迫對(duì)刺梨果實(shí)AsA積累

6、及相關(guān)基因表達(dá)的影響，結(jié)果表明，輕度和中度干旱對(duì)刺梨果實(shí)AsA積累并無(wú)顯著影響，但之后隨著脅迫程度的加劇，果實(shí)AsA含量顯著降低。進(jìn)一步的基因表達(dá)分析表明，干旱過(guò)程中，參與AsA合成途徑的GME、GGP和GDH等基因表現(xiàn)出一定程度的上調(diào)作用，而MIOX基因則呈小幅度的下降趨勢(shì)；參與AsA氧化分解的兩個(gè)基因AAO和APX的表達(dá)水平在處理后期大幅升高（與AsA含量的急劇下降一致），可能是導(dǎo)致AsA含量降低的主要原因。在所有檢測(cè)的基因中，只有

7、DHAR基因表達(dá)變化與脅迫處理果實(shí)AsA含量高度一致，暗示該基因?qū)τ谡{(diào)控干旱脅迫下刺梨果實(shí)AsA的積累具有重要作用。
　　（4）以結(jié)果植株為材料，采用紫外燈管照射和聚酯薄膜遮擋的方法研究了增強(qiáng)和減弱紫外輻射處理對(duì)刺梨果實(shí)AsA積累及合成基因表達(dá)的影響，結(jié)果表明，增強(qiáng)紫外輻射可加速初始積累期果實(shí)AsA的增長(zhǎng)，到快速積累期后AsA的增速又回到和對(duì)照保持一致。而減弱紫外輻射可降低果實(shí)AsA在50-70 d的積累量，但在快速積累的最后10