论文部分内容阅读
果核是葡萄、桃、杏、樱桃、李、山楂、枣等果实的重要组成部分,其直接影响着果实的品质和商品价值。但随着变异、自然选择以及生产需求的发展,生产上逐渐出现了大批果核退化或消失的无核果实,而木质素构成的坚硬外壳合成不够完全是导致果核退化的重要因素,从而出现核软、核薄、核退化消失等现象。通过对木质素的合成途径及其在合成过程中的动态分布、相关酶和激素进行研究分析,观察影响木质素合成物质的糖类和酚类物质的代谢状况,以及果核发育相关的基因调控果核发育等多方面进行研究,阐释果树无核的机制,认识木质素对果核发育的影响,为果树的果实无核化育种提供理论依据。Vv-miR166s家族是响应GA诱导的重要miRNA家族,其可靶向HD-ZIP家族的VvHOX32,VvREV和VvATHB15,且这三个成员可调控木质素的积累;另一方面,GA可抑制木质素合成,能诱导葡萄果实无核,但到目前为止其在该过程中的作用尚未见报道。并且对木质素合成相关基因VvPAL、Vv4CL、VvCAD在调控葡萄无核果实发育过程中的作用机制进行研究,进一步分析microRNA与木质素相关基因在赤霉素诱导葡萄无核果实发育过程的作用,研究主要如下:1.本研究对葡萄Vv-miR166s家族不同成员与靶基因(VvHOX32,VvREV和VvATHB15)的序列分析,并鉴定了它们之间的匹配程度,发现匹配程度存在差异,表明它们的调控作用可能存在差异。Vv-MIR166s和靶基因的启动子具有相似类型的GA相关作用元件,表明它们可能在响应GA中起作用。通过RLM-RACE和PPM-RACE验证发现Vv-miR166s家族介导靶基因VvHOX32,VvREV和VvTHB15的裂解作用。鉴定了葡萄果肉、果皮、种子三个不同发育时期的Vv-MIR166s和靶基因的时空表达特征,其中,Vv-miR166s及其靶基因在一些特定的时期具有明显的负调控,特别是在果实硬核阶段,表明它们在这个阶段可能会发挥显著作用。此外,种子中Vv-miR166s与其靶基因相应的GA响应模式也表现出一定的特异性,为识别响应GA信号的Vv-miR166s参与调节葡萄无核果实的发育提供重要信息。2.为探究葡萄VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因在‘白罗莎里奥’葡萄(Vitis vinifera cv.Rosario Bianco)果实尤其种子发育过程中的潜在作用,采用生物信息学分析、基因芯片分析以及qRT-PCR技术等方法,对葡萄VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因进行定位、结构和启动子作用元件分析,对其编码蛋白同源性、结构域、互作蛋白进行分析,并鉴定了其应答GA在‘白罗莎里奥’果实不同组织不同时期的表达模式。葡萄VvPAL、Vv4CL、VvCAD与其他物种同源分析比对发现其同源性较高且保守性较强;基因启动子分析表明其均含有胚乳发育组织特异性元件,且Vv4CL基因含有GA响应元件;葡萄VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因三个基因亚细胞定位预测显示其主要集中在细胞质和细胞膜中表达;它们的互作蛋白主要是C4H、OMT等木质素合成过程中的关键酶;葡萄芯片电子表达谱发现VvPAL和Vv4CL基因高表达于根、茎等木质化程度相对较高的组织中;而VvCAD基因则只相对高表达于种子中;本研究的qRT-PCR结果分析显示,GA在种子的某些特定时期极显著地下调VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因的表达。VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因参与‘白罗莎里奥’葡萄果实发育过程的调控,且GA可能通过下调VvPAL、Vv4CL、VvCAD基因的表达从而抑制‘白罗莎里奥’葡萄种子发育。