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枇杷(Eriobotrya japonica (Thunb.) Lindl.)是蔷薇科苹果亚科枇杷属植物,其果肉含有类胡萝卜素、维生素、矿物质和苦杏仁甙等丰富的营养成分。枇杷具有祛痰止咳、生津润肺、清热健胃、促进食欲和帮助消化等保健功效,使之深受人们喜爱。本研究以著名的“解放钟”枇杷品种为试验材料,研究枇杷果肉不同发育时期(青果期、转色期、成熟期)的生理代谢变化及果实品质形成机制。采用蛋白质双向凝胶电泳及MALDI-TOF-TOF/MS技术,成功鉴定出55个差异表达蛋白,这些差异表达蛋白按生理功能分类可分为:糖代谢相关蛋白(16%),三羧酸循环及能量代谢相关蛋白(9%),抗氧化(维生素C循环)相关蛋白(14%),次级代谢(类胡萝卜素合成及乙烯形成)相关蛋白(11%),蛋白质代谢合成相关蛋白(13%),细胞结构相关蛋白(8%),防御胁迫相关蛋白(9%),其它调控相关蛋白(13%)及未分类的蛋白(7%)。采用Real-Time PCR技术对果肉色素形成分析,发现不同发育时期分别由不同基因控制其色素形成。同时结合生理生化分析,揭示枇杷果实品质形成过程中的分子生理机制,结果如下:(1)α-淀粉酶的上调表达使淀粉的水解作用增强,形成的水解产物可用于蔗糖的合成;UDP-葡萄糖焦磷酸化酶上调表达,进一步促进了蔗糖的形成,使枇杷蔗糖及可溶性糖含量升高,果实变甜。(2)二氢硫辛酰转琥珀酰酶、二氢硫辛酸脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的上调表达使三羧酸循环加强,形成的各种中间代谢产物被用于氨基酸和蛋白质等代谢物的合成或被彻底氧化分解,使有机酸含量下降,枇杷果实的酸度下降。(3)隐花色素的上调表达促进了类胡萝卜素的形成,下游通路中CYCB和BCH基因在枇杷果实发育过程中(尤其是成熟期)的持续上调表达对总类胡萝卜素的积累发挥着关键作用,成熟期类胡萝卜素含量的上升是由于β-隐黄质和玉米黄质两种色素含量的增加。(4)维生素C循环中APX、SOD、Cu/Zn-SOD的下调表达及酶活性的下降使维生素C的氧化分解减弱,有利于枇杷果实中维生素C的积累。(5)5’-甲硫基核苷激酶、SAMS、ACO的上调表达促进了乙烯合成,ACO存在着转录后水平或翻译水平的调控,其分子开关机制和剂量效应对枇杷果实的成熟发挥着关键作用。本研究为枇杷果实品质改良提供重要的理论依据,并为今后枇杷新品种的培育奠定了分子生物学基础。