桃果实向光素基因PpPHOT1和隐花色素基因PpCRY2的克隆与表达分析

蓝光是调节植物生长发育最重要的环境因素之一。为了研究蓝光对桃果实类胡萝卜素合成的影响,本试验利用RT-PCR结合RACE的方法,从桃果实中克隆了向光素基因PpPHOT1以及隐花色素基因PpCRY2的c DNA全长序列。序列和生物信息学分析结果表明,PpPHOT1含有向光素所共有的蛋白保守功能域,即N端的LOV结构域和C端的丝/苏氨酸激酶结构域;而PpCRY2则含有隐花色素所共有的蛋白保守功能域,即N端的光裂解酶类似结构域(PHR)和C端的DAS功能域。蓝光处理显著增强了桃果实PpPHOT1和PpCRY2基因的表达,这表明PpPHOT1和PpCRY2可能是桃果实采后响应外源蓝光信号的重要因子。此外,PpPHOT1和PpCRY2在金丽果实中的表达量显著高于湖景蜜露果实,表明蓝光处理诱导金丽类胡萝卜素积累效应更显著,这可能与果实的品种有关。本研究结果为揭示蓝光诱导桃果实类胡萝卜素合成的分子机理提供了一定的理论依据。     

枇杷EjNAC82的克隆及其对类胡萝卜素合成基因EjPSY、EjBCH的转录激活分析

为了探讨NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素代谢的调控机制,以大红袍(红肉枇杷)和白沙(白肉枇杷)为试验材料,利用RNA-Seq技术对大红袍和白沙进行转录组测序,通过分析两个品种间的转录组差异,初步筛选并克隆出了1个枇杷NAC转录因子,命名为EjNAC82。生物信息学技术分析结果发现,EjNAC82具有NAC转录因子特有的结构域、理化性质和蛋白质结构特点,是典型的NAC转录因子家族基因。亚细胞定位试验发现该转录因子定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,EjNAC82在枇杷老叶中的表达量高于根、芽、嫩叶、老叶、嫩枝、老枝、幼果和熟果。EjNAC82在果皮和果肉成熟过程中的表达模式相同,均呈先上升后下降再上升的趋势。随着果实的成熟,EjNAC82在大红袍果肉中的表达显著高于白沙(P<0.05)。EjNAC82在大红袍果皮S1、S2、S4时期的表达显著高于白沙。LUC/REN双荧光素酶试验结果表明,EjNAC82对EjPSY1、EjPSY2和EjBCH启动子具有激活作用。这些结果表明EjNAC82可能通过调控EjPSY1、EjPSY2和EjBCH基因的表达从而正向调控枇杷果实中类胡萝卜素的合成。本研究结果为揭示NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素积累的转录调控功能提供了理论依据。     

两品种猕猴桃果实采后淀粉降解特性比较分析

为探究猕猴桃果实采后淀粉降解规律,本试验以红阳(HY)和翠玉(CY)猕猴桃果实为材料,比较分析了不同品种猕猴桃果实采后淀粉含量变化以及淀粉降解相关基因的表达模式。结果表明,猕猴桃采后25℃贮藏过程中,HY猕猴桃果实硬度迅速下降并伴随出现乙烯跃变,CY果实硬度缓慢下降但并未出现乙烯释放高峰。2个品种猕猴桃果实的淀粉含量随贮藏时间的延长显著下降。扫描电镜(SEM)结果显示,随着贮藏时间的延长,2个品种猕猴桃果实淀粉粒表面的光滑球面均出现不同程度的消化和破碎,说明淀粉存在酶促降解。同时,HY猕猴桃果实贮藏后期的乙烯释放速率极显著高于CY猕猴桃(P<0.001)。HY猕猴桃果实外果肉中淀粉含量在贮藏前期(0~2 d)极显著高于CY猕猴桃(P<0.01),但在贮藏后期(8~12 d)极显著低于CY猕猴桃(P<0.001);HY猕猴桃果实果心中淀粉含量在贮藏前期(2~4 d)与CY猕猴桃无显著差异,但在贮藏后期(6~12 d)极显著低于CY猕猴桃(P<0.001)。本研究结果为进一步揭示猕猴桃果实采后淀粉降解机理提供了一定的理论依据。     

γ-氨基丁酸对低温胁迫下桃果实蔗糖代谢的影响

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)对低温胁迫下桃果实蔗糖代谢的影响,以湖景蜜露品种水蜜桃为试验试材,采用5 mmol·L^-1外源GABA和100 μmol·L^-1 GABA-T抑制剂(VGB)处理桃果实,比较分析水蜜桃出汁率、GABA含量、可溶性糖含量、蔗糖代谢中间产物以及蔗糖代谢相关酶基因的变化。结果表明,外源GABA处理和GABA复合VGB处理通过提高桃果实贮藏后期内源GABA含量和蔗糖含量,从而有效抑制桃果实在低温贮藏期间冷害的发生。此外,外源GABA处理抑制了贮藏后期蔗糖降解相关酶基因PpSUS5的表达,减缓了桃果实中蔗糖含量的降低速率,从而提高了果实抗冷害的能力。外源GABA复合VGB处理增强了贮藏后期蔗糖合成相关酶基因PpSPS1、PpSPP1和PpSUS3的表达,从而维持桃果实较高的蔗糖含量,抑制果实冷害发生。本研究结果为桃果实采后贮藏保鲜提供了理论依据。     

桃PpMADS1的克隆及对类胡萝卜素合成基因的调控研究

为探究桃MADS转录因子基因的序列特征、表达模式及其对类胡萝卜素合成的调控作用,本研究从桃果实中克隆得到一个MADS-box家族基因,命名为PpMADS1。结果表明,PpMADS1的开放阅读框(ORF)为732 bp,编码243个氨基酸,蛋白具有亲水性,稳定性较差,其二级结构以α-螺旋为主要构成元件,且与三级结构相似。亚细胞定位预测显示PpMADS1蛋白定位于细胞核。氨基酸序列分析及系统进化分析结果表明,PpMADS1属于MADS-box转录因子AG亚族,与乌梅亲缘关系最近。实时荧光定量PCR结果表明,PpMADS1基因在芽和叶中几乎不表达,在花和果实中大量表达,黄肉桃品种金丽果实成熟后期PpMADS1表达量显著高于白肉桃品种湖景果实。双荧光素酶试验结果表明,PpMADS1转录因子对PpPSY和PpCHYB启动子具有转录激活作用。因此推测PpMADS1可能通过调控PpPSY和PpCHYB基因表达促进桃果实类胡萝卜素合成。本研究为桃MADS-box转录因子的进一步功能分析奠定了理论基础。