低温贮藏对猕猴桃果实成熟软化相关基因表达影响

为探究低温对果实采后成熟软化与淀粉降解的影响,以红阳猕猴桃果实为试验材料,研究在低温贮藏期间,猕猴桃果实硬度,可溶性固形物、乙烯、淀粉含量以及淀粉酶相关基因的变化。结果表明,低温贮藏能显著抑制猕猴桃果实采后成熟软化,延缓果实淀粉的降解和可溶性固形物含量的增加,维持贮藏期间果实较高的硬度。低温贮藏抑制乙烯合成关键基因AcACO1和AcACS1的表达,抑制乙烯合成。同时,低温贮藏显著抑制淀粉降解相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcISA3、AcLDA1和AcDPE1的表达。在低温贮藏后期,淀粉酶相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcLDA1和AcDPE1的表达与乙烯释放速率有关。综上,低温贮藏延缓猕猴桃采后成熟软化进程与淀粉降解密切相关,可能主要通过抑制乙烯合成,从而影响贮藏后期淀粉降解速率,最终延缓果实软化进程。本研究结果为猕猴桃采后低温贮藏提供了理论依据。     

PpMADS2与PpMADS3协同调控黄肉桃果实类胡萝卜素积累机制的研究

为探究黄肉桃果实中MADS-box家族转录因子对类胡萝卜素代谢的调控作用，从黄肉桃果实中克隆得到两个MADS基因，分别命名为Pp MADS2(PRUPE＿5G208500)和Pp MADS3(PRUPE＿5G208400)。PpMADS2开放阅读框为768bp，编码255个氨基酸；PpMADS3开放阅读框为756bp，编码251个氨基酸。生物信息分析显示二者蛋白的N端均含有MADS-box家族典型的特征结构域。亚细胞定位分析显示PpMADS2和PpMADS3定位于细胞核。荧光定量PCR结果表明PpMADS2、Pp MADS3以及类胡萝卜素合成基因PpPSY和PpCHYB在黄肉桃果实成熟过程中表达量呈上升趋势，与果实成熟期间类胡萝卜素的含量增加一致。酵母双杂交试验结果表明PpMADS2和PpMADS3蛋白存在相互作用。双荧光素酶试验结果表明PpMADS2和PpMADS3可以协同激活PpPSY和PpCHYB启动子。因此推测PpMADS2和PpMADS3可通过转录激活PpPSY和PpCHYB促进桃果实类胡萝卜素的积累。     

桃果实ζ-胡萝卜素脱氢酶基因克隆及表达分析

[目的]克隆桃果实ζ-胡萝卜素脱氢酶基因(PpZDS)的全长序列,并对其进行生物信息学及表达分析,为研究桃果实类胡萝卜素生物合成的分子机理提供参考.[方法]从黄肉品种桃果实中克隆PpZDS基因,对其进行生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在桃果实不同成熟期的表达情况.[结果]克隆获得的PpZDS基因全长2014 bp,具有完整的编码区,长度为1716 bp,编码571个氨基酸.PpZDS蛋白含有ZDS特征序列(KVAIIGA-GLAGMSTAVELLDQGHEVDIYESR),属于NAD_binding_8超级家族保守结构域.PpZDS蛋白与同为蔷薇目的苹果(gi|33313474)和草莓(gi|256041892)的ZDS蛋白亲缘关系较近,物种间分化程度较小.整个桃果实成熟期PpZDS基因在果肉和果皮中均有表达,从软核期至硬熟期均呈逐渐升高趋势,硬熟期达最高,完熟期降低;不同桃果实发育期果肉中的PpZDS基因表达量均大于果皮中表达量,其中硬核期、硬熟期和完熟期的桃果实中PpZDS基因在果肉中的表达量显著高于果皮中的表达量(P<0.05).[结论]PpZDS基因表达对桃果实类胡萝卜素生物合成及呈色发挥正向调控作用.     

桃果实八氢番茄红素合成酶基因的克隆与表达分析

利用基因克隆技术获得桃果实八氢番茄红素合成酶(PSY)基因的全长核苷酸序列,命名为PpPSY。PpPSY全长1 532 bp,编码区长度627 bp,共编码翻译成208个氨基酸。进化树分析发现,PpPSY与梅果实PmPSY亲缘性较高。蛋白质序列分析表明,PpPSY包含底物结合位点、Mg²⁺结合位点、活性位点残基盖、催化残基、天冬氨酸富集区等功能结构域,其属于isoprenoid biosynthesis enzymes class 1超级家族。实时荧光定量PCR结果显示,PpPSY基因在黄肉品种金丽发育组织中的表达高于白肉品种湖景,且在金丽品种中,PpPSY基因在花苞和硬核果中的表达显著高于在花、叶芽和软核果中的表达。本实验桃果实PpPSY基因的克隆及表达分析为研究桃果实类胡萝卜素生物合成分子机理奠定了良好的基础。     

黄肉桃中PpSGRs对蓝光的响应及其对贮藏中类胡萝卜素积累的影响

为揭示蓝光处理促进黄肉桃果实类胡萝卜素积累的机制,以黄肉桃‘金丽’果实为研究对象,从桃基因组中筛选出PpSGR1和PpSGRL基因进行生物信息学分析,并通过q-PCR分析PpSGR1和PpSGRL在不同组织和不同发育阶段果实及其在40 μmol · m^-2 · s^-1蓝光处理果实中的表达。结果表明,PpSGR1具有多半胱氨酸保守域,属于SGR亚族;PpSGRL基因C端突变失去多半胱氨酸保守域,属于SGR-Like亚族;PpSGR1和PpSGRL都含有叶绿体信号肽,与梅亲缘关系最近。PpSGRs在‘金丽’桃不同组织和不同成熟阶段果实中均有表达,其中PpSGR1与果实采后类胡萝卜素的合成密切相关。蓝光处理可快速抑制桃果实PpPIF3进而抑制PpSGR1的转录,促进贮藏前期果实中PpPSY的表达,提高类胡萝卜素的合成和积累。同时,蓝光处理可能通过促进桃果实内源乙烯合成,上调PpSGR1表达进而抑制PpPSY转录水平,降低桃果实贮藏后期类胡萝卜素的合成能力。     

黄肉桃果实八氢番茄红素脱氢酶基因的克隆及表达分析

利用基因克隆技术获得桃果实八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)的全长核苷酸序列,命名为PpPDS。PpPDS全长2 056bp,编码区长度1 722bp,共编码573个氨基酸。进化树分析发现PpPDS与杏果实PaPDS、草莓FaPDS亲缘性较高。蛋白质序列分析表明PpPDS含有二核苷酸[NAD(H)/NADP(H)或FAD(H)]结合基元,其处于NAD(P)-binding Rossmann-like保守结构域内。实时荧光定量PCR结果显示,PpPDS基因在黄肉品种‘金丽’桃果实发育过程中均有表达,且在果肉中的表达普遍高于果皮。果实处于硬核期的PpPDS基因在果实中的表达显著高于软核果时期,随后其表达处于较高水平并呈平缓趋势。本研究对桃果实PpPDS基因的克隆及表达分析为研究桃果实类胡萝卜素生物合成分子机理奠定了良好的基础。     

外源褪黑素对低温胁迫下桃果实蔗糖代谢的影响

为探究外源褪黑素减轻桃果实低温冷害发生的机制,以湖景蜜露水蜜桃果实为材料,研究了100μmol·L~(-1)外源褪黑素处理对桃果实采后4℃贮藏期间可溶性糖含量及蔗糖代谢相关酶基因表达的影响。结果表明,100μmol·L~(-1)外源褪黑素能显著减轻果实冷害的症状,保持较高水平的蔗糖和葡萄糖含量。RT-q PCR分析表明,外源褪黑素处理抑制了蔗糖代谢相关酶基因Pp SPS3、Pp SPP1、Pp SUS1、Pp SUS5、PpHK1、Pp FK1和Pp FK3的表达,提高了蔗糖合成相关酶基因Pp SPS1、Pp SPS2、Pp SUT1和Pp NI1的表达水平,维持果实较高的蔗糖和葡萄糖含量,从而提高了桃果实的抗冷性和贮藏品质。本研究结果为揭示外源褪黑素减轻桃果实低温冷害发生的机制提供了新的思路。     

葡萄果实转色过程中线粒体呼吸代谢变化

为明确线粒体呼吸代谢与果实成熟期间颜色形成的关系,本试验探究了3种葡萄果实(夏黑、巨峰和金手指)成熟期间颜色、总花色苷含量、呼吸强度、内源乙烯产生和线粒体呼吸代谢的变化规律。结果表明,夏黑和巨峰葡萄果实的果皮颜色指数(CIRG)值和总花色苷含量随着果实成熟呈上升趋势,而金手指葡萄果实CIRG值在整个成熟期间变化不显著;葡萄果实成熟期间呼吸强度和内源乙烯均呈先上升后下降趋势,在花后63d达到峰值。同时,葡萄果实成熟期间,线粒体膜通透性转换孔(MPTP)逐渐增加,线粒体膜流动性(MMF)持续下降;线粒体琥珀酸脱氢酶(SDH)活性随着成熟进程逐渐下降,而细胞色素氧化酶(CCO)活性在花后63d开始上升。表明盛花63d之后是果实色泽快速形成阶段,可能为葡萄果实色泽形成的关键时期。线粒体呼吸代谢增强促进了果实成熟期间呼吸强度增加和内源乙烯释放,从而使夏黑和巨峰果实中花色苷大量积累,加快了金手指葡萄果实叶绿素的降解和类胡萝素的合成。本研究结果为调控南方葡萄果实着色提供了理论依据。     

桃果实PpSIZ1基因对低温和外源褪黑素处理的响应

为了探索SUMO E3连接酶（SIZ1）基因与桃（Prunus persica L. Batsch）果实采后低温贮藏期间冷害发生的关系,对桃基因组中的SIZ1基因进行生物信息学分析,同时采用qRT-PCR分析该基因在‘湖景蜜露’桃果实低温贮藏以及外源褪黑素减轻冷害进程中的表达特征。结果表明,PpSIZ1开放阅读框全长2 637 bp,编码878个氨基酸组成的蛋白质多肽。进化树分析发现,PpSIZ1与梅PmSIZ1的同源性最高,含有与拟南芥AtSIZ1相似的SAP、PHD、PINIT、SP-RING和SXS保守结构域,属于SUMO E3连接酶家族。qRT-PCR分析表明,低温（0 ℃）胁迫能诱导桃果实PpSIZ1表达水平的提高;100和200 μmol · L^-1褪黑素处理能显著减轻桃果实低温贮藏期间冷害的发生,其中100 μmol · L^-1褪黑素处理抑制冷害的效果最好,这种效果可能与PpSIZ1介导的SUMO化有关。     

桃果实番茄红素β-环化酶基因的克隆及表达分析

以黄肉品种桃果实‘金丽’为试验材料,利用同源序列克隆技术获得桃果实番茄红素β-环化酶(LCYb)基因的全长核苷酸序列,命名为PpLCYb。PpLCYb全长1 699bp,编码区长度1 515bp,编码504个氨基酸。进化树分析发现PpLCYb与草莓FaLCYb亲缘性较高。氨基酸序列分析表明PpLCYb含有特征序列LYAMPF及NAD(P)/FAD结合区,属于SDR超级家族。实时荧光定量PCR结果显示PpLCYb基因在桃果实中的表达总体呈现上升的趋势,并在果实处于硬熟期时达到较大值,随后在完熟期略有下降。桃果实PpLCYb基因的克隆及表达分析可为研究桃果实类胡萝卜素生物合成分子机制奠定良好的基础。