根域限制对‘巨峰’葡萄花色苷代谢途径关键基因表达的影响

【目的】阐明根域限制调控葡萄果皮花色苷合成的分子机制。【方法】以‘巨峰’葡萄为试材,进行根域限制栽培处理,以传统露地栽培为对照,研究‘巨峰’葡萄果实发育过程中果皮花色苷合成相关酶基因转录水平的变化,以及根域限制对果实成熟过程中果皮花色苷合成相关酶基因转录水平的影响。【结果】PAL、4CL、CHS2、CHS3、CHI、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、F3’H、F3’5’H、OMT、3GT、5GT的转录水平自转色期开始升高,接近成熟期下降。根域限制下‘巨峰’葡萄花色苷合成相关基因PAL和F3’H的转录表达在果实成熟的部分时期受到上调,而4CL、CHS2、CHS3、CHI、F3H1、F3H2、DFR、LDOX、F3’5’H、OMT、3GT、5GT的转录表达在转色期至成熟过程中均受到了上调,CHS1在果实发育过程中其转录表达无明显上调变化且根域限制与对照差异不大。【结论】根域限制促进了葡萄果皮花色苷合成途径中14个相关基因的转录表达。     

红花草莓‘莓红’花瓣花色苷积累及其MYB基因的表达分析

以红花草莓品种‘莓红’为研究材料,观察花瓣发育过程中色泽及花色苷变化规律,同时对4个发育时期花瓣进行转录组测序,基于相关性筛选花色苷合成途径的关键功能基因及转录调控因子,结果表明:(1)花瓣发育过程中,花色苷总含量呈先升后降趋势,且在半开期达到最高;(2)花色苷合成途径关键功能基因FaPAL、Fa4CL-1、Fa4CL-2、FaDFR、Fa3GT表达水平与花色苷含量正相关;(3)R2R3-MYB基因FaMYB6和FaMYB90与花色苷含量呈正相关;(4)Pearson相关性分析表明FaMYB6与FaPAL、FaDFR显著正相关,FaMYB90与FaPAL、Fa4CL-1、Fa4CL-2、FaDFR、Fa3GT极显著正相关,Fa MYB82则与上述5个结构基因之间均极显著负相关。综上,‘莓红’草莓花瓣发育过程中,花色苷积累引起花瓣颜色变红,FaMYB82、FaMYB6、FaMYB90可能通过调节FaPAL、Fa4CL、FaDFR和Fa3GT的表达来调控花瓣色泽形成。     

土壤覆盖提高越橘抗氧化成分含量效应与抗氧化能力分析

【目的】为了探明土壤覆盖对越橘果实抗氧化成分含量和抗氧化能力的影响,【方法】以南高丛越橘品种‘奥尼尔’(O'Neal)和兔眼越橘品种‘杰兔’(Premier)为试材,设置透湿性反光膜、秸秆和对照3种处理,测定越橘整个发育期间果实花青苷、总酚、类黄酮的含量和抗氧化活性变化。【结果】结果表明,透湿性反光膜覆盖处理可显著提高果实花色苷含量,其中‘奥尼尔’品种果实总花色苷含量分别高于对照和秸秆覆盖处理20%和9%,‘杰兔’品种总花色苷含量分别高于对照和秸秆覆盖处理29%和19.6%。‘杰兔’果实的总酚和类黄酮含量均高于‘奥尼尔’,而透湿性反光膜和秸秆覆盖处理的2个品种的总酚和类黄酮含量均高于对照。果实抗氧化能力检测采用TEAC、FRAP和DPPH3种方法,其测定结果一致。透湿性反光膜覆盖处理的果实抗氧化能力最强,秸秆处理的果实抗氧化能力大于对照,其中透湿性反光膜处理的‘奥尼尔’果实DPPH值高于对照3%,而秸秆处理略高于对照;‘杰兔’果实全蓝时,透湿性反光膜、秸秆处理的DPPH值、TEAC值都高于对照,而FRAP值分别高于对照21%和12%。【结论】土壤覆盖可有效提高越橘果实抗氧化活性成分含量和抗氧化能力。     

一年两收栽培‘赤霞珠’葡萄冬果与夏果花色苷组分差异解析

【目的】探究一年两收栽培模式下酿酒葡萄品种‘赤霞珠’两季葡萄花色苷的组分差异。【方法】以成熟期‘赤霞珠’冬果和夏果为试验材料,利用高效液相色谱质谱(HPLC-MS)联用技术检测其果皮中花色苷的组成和含量,并监控不同发育期浆果的理化指标变化。【结果】‘赤霞珠’冬果果粒质量小于夏果,但果皮鲜质量和可溶性固形物含量高于夏果;成熟期‘赤霞珠’冬果果皮中共检测到17种花色苷,而夏果中检测到16种;成熟期‘赤霞珠’冬果果皮中的花色苷总量及大多数花色苷含量显著高于夏果;‘赤霞珠’冬果葡萄果皮中3’,5’-羟基取代花色苷、酰化修饰及甲基化花色苷的含量显著高于夏果。【结论】通过对气候条件的分析,与夏季相比,一年两收栽培区南宁下半年较长的光照时间、较少的极端高温(≥35℃)及更为干燥的气候是酿酒葡萄冬果成熟度高、花色苷总量及稳定花色苷含量都显著高于夏果的主要原因。因此,南宁地区下半年的气候条件更有利于酿酒葡萄生产。     

一年两收栽培‘赤霞珠’葡萄冬果与夏果花色苷组分差异解析北大核心CSCD

【目的】探究一年两收栽培模式下酿酒葡萄品种‘赤霞珠’两季葡萄花色苷的组分差异。【方法】以成熟期‘赤霞珠’冬果和夏果为试验材料,利用高效液相色谱质谱(HPLC-MS)联用技术检测其果皮中花色苷的组成和含量,并监控不同发育期浆果的理化指标变化。【结果】‘赤霞珠’冬果果粒质量小于夏果,但果皮鲜质量和可溶性固形物含量高于夏果;成熟期‘赤霞珠’冬果果皮中共检测到17种花色苷,而夏果中检测到16种;成熟期‘赤霞珠’冬果果皮中的花色苷总量及大多数花色苷含量显著高于夏果;‘赤霞珠’冬果葡萄果皮中3’,5’-羟基取代花色苷、酰化修饰及甲基化花色苷的含量显著高于夏果。【结论】通过对气候条件的分析,与夏季相比,一年两收栽培区南宁下半年较长的光照时间、较少的极端高温(≥35℃)及更为干燥的气候是酿酒葡萄冬果成熟度高、花色苷总量及稳定花色苷含量都显著高于夏果的主要原因。因此,南宁地区下半年的气候条件更有利于酿酒葡萄生产。     

‘秋姬李’PsMYB18基因克隆与功能分析

【目的】克隆在采后‘秋姬李’果皮积累花色苷过程中高表达的MYB抑制因子PsMYB18基因,研究其序列特征、表达特点与功能。【方法】以‘秋姬李’为试材,采用qRT-PCR分析不同温度和光照处理条件下‘秋姬李’果皮中PsMYB18基因的转录水平,采用RT-PCR克隆PsMYB18基因,并通过烟草叶片瞬时表达试验分析PsMYB18的功能。【结果】q RT-PCR分析表明20℃和光照处理可促进‘秋姬李’果皮PsMYB18基因表达。PsMYB18基因的开放阅读框(ORF)为702 bp,编码233个氨基酸的蛋白。进化树分析表明PsMYB18与其他植物的花色苷合成抑制因子亲缘关系较近。序列比对结果表明其具有保守的R2R3结构域和抑制基序C1和C2。烟草瞬时表达试验表明,PsMYB18可抑制正调控因子PsMYB10.1和PsbHLH3的花色苷合成诱导功能。【结论】‘秋姬李’PsMYB18为花色苷合成抑制因子。     

草莓果实发育过程中花色苷和黄酮醇类物质的形成

以‘赛娃’草莓为试材,研究了果实中花色苷和类黄酮类物质的形成机制。在‘赛娃’果实中共检测到12种花色苷和7种黄酮醇类物质。幼果期(盛花后15～25 d)果实内没有花色苷的积累,但黄酮醇类物质大量积累;随着果实成熟,花色苷含量逐渐增加,黄酮醇类物质含量降低;遮光导致花色苷和黄酮醇类物质的积累降低了70％～90％,尤其是花青素糖苷和槲皮素糖苷的含量降低了90％以上,表明遮光抑制草莓花色苷和黄酮醇类物质的积累,且对花青素、槲皮素合成的抑制明显高于花葵素和山奈酚。草莓果实类黄酮类物质代谢在发育前期主要向双氢槲皮素方向合成,果实成熟期主要向花葵素方向合成。     

草莓AP2/ERF转录因子AD-cDNA文库的构建

【目的】探究AP2/ERF家族成员在果实成熟过程中发挥的作用。【方法】利用CTAB法提取栽培草莓(Fragaria×ananassa)品种‘越心’的果实RNA,逆转录第1链c DNA;根据AP2 DNA-binding domain序列信息利用CDART工具在Genbank中获得草莓中所有AP2/ERF家族成员的序列信息,设计基因编码区全长引物并获得所有家族成员全长序列;将AP2/ERF家族成员基因全长序列从测序载体p GEM-T easy转移至p GADT7载体上,转化至大肠杆菌并保存菌株,构建完整的AP2/ERF AD-c DNA文库;参照YeastmakerTMyeast transformation system2(Clontech)说明书,利用Dk PDC2启动子进行文库筛选和单一验证。【结果】从数据库获得了草莓(Fragaria×ananassa)基因组120个非冗余AP2/ERF家族成员基因全长序列,通过设计的7条引物将AP2/ERF家族成员基因全长序列从测序载体p GEM-T easy转移至p GADT7载体上,转化至大肠杆菌并保存菌株,构建了完整的AP2/ERF的AD-c DNA文库。利用已报道能与Dk ERF19互作的柿子基因Dk PDC2启动子对该文库进行酵母单杂交筛选,获得了2个草莓AP2/ERF家族成员Fa ERF#83和Fa ERF#87,且证明了两者均能与Dk PDC2启动子互作。【结论】成功构建了一个只含有草莓AP2/ERF转录因子全长序列的AD-c DNA文库,用Dk PDC2启动子进行筛选获得了Dk ERF19直系同源基因Fa ERF#87和同亚家族基因Fa ERF#83,证明了该文库的有效性,也为进一步研究潜在的AP2/ERF调控提供了手段。     

草莓花色苷物质鉴定及关键基因表达分析

建立了应用HPLC–MS/MS快速分离、鉴定草莓花色苷的方法，并对不同果色12个草莓品种的成熟果实进行花色苷定量和定性分析，同时对比分析草莓（Fragaria×ananassa，八倍体）和森林草莓（F.vesca，二倍体）基因组中花色苷合成相关基因的数量和染色体定位，通过RNA-Seq和qRT-PCR分析它们在果实发育过程中的转录水平变化。在草莓中检测到8种花色苷，包括首次检测到的芍药素–3–葡萄糖苷、芍药素–丙二酰葡糖苷和芍药素–3–甲基丙二酰葡糖苷。不同果色草莓果实中总花色苷含量差异较大，均以天竺葵素–3–葡糖苷为主。草莓基因组包含73个花色苷合成相关基因，是森林草莓的3～4倍，均匀分布在4套亚基因组上。RNA-Seq结果显示整体上多拷贝基因在草莓果实中的表达水平没有显著差异，未发生明显的偏向性表达。花色苷合成关键路径基因（PAL1、CHS、CHI、F3H、DFR1、ANS、UFGT），转运基因（GST）和转录因子基因MYB10在草莓果实成熟过程中表达量显著增加，尤其是花色苷积累期，表明这些基因在草莓果实花色苷积累中起关键作用。     

套袋对2种类型红肉猕猴桃果实着色的影响

【目的】探讨套袋处理对2种不同类型红肉猕猴桃果实着色的影响,为解析光照对花色苷合成分子机制的影响提供依据。【方法】以不同类型的红肉猕猴桃品种‘红阳’与‘天源红’为试材并分别对其进行套袋处理,使用日本柯尼卡美能达可携式色差计CR-400对不同处理、不同时期、不同果实部位进行色差指标的测定,采用高效液相色谱法对这些样品果的花色苷含量进行半定量分析。【结果】套袋能使‘红阳’猕猴桃果实中果皮、内果皮的色度角明显降低,促进中果皮绿色变淡,内果皮红色变深。‘红阳’猕猴桃的中果皮在整个果实发育过程中始终没有检测到花色苷的存在,内果皮在花后70 d开始有花色苷的积累,随后出现交替增长的规律。在果实生长发育前期,套袋果实解袋后内果皮花色苷积累量高于一直套袋和未套袋果实。在花后100~120 d,未套袋果实内果皮花色苷积累量一直增加,至花后120 d达到最大,高于一直套袋和解袋果实。套袋能够显著降低‘天源红’果实外果皮的色度角,而对果肉(中果皮和内果皮)和果心色度角并无显著影响。一直套袋会阻碍花色苷在外果皮、果肉、果心中的积累。套袋果实解袋后外果皮、果肉、果心花色苷的积累量明显升高,在花后110 d达到最大。【结论】套袋果实解袋能够促进‘红阳’猕猴桃果实内果皮更多地积累花色苷,甚至高于非套袋果实,可以促进内果皮更好地着色。一直套袋能够促进‘红阳’内果皮着色,但促进强度不如前者。套袋处理对‘天源红’果实的影响主要集中在外果皮,果肉次之,对果心的影响较小。套袋果实解袋能够促进‘天源红’猕猴桃果实外果皮、果肉更多地积累花色苷,甚至高于非套袋果实,可以促进外果皮和果肉更好地着色。一直套袋阻碍‘天源红’果实花色苷的合成积累,影响着色。