【摘 要】
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决定脐橙外观品质的一项重要指标是脐橙果皮的光泽度,“赣脐3号”的果皮极富光泽,是研究柑橘表皮蜡质合成和运输的分子机理的很好的材料。CsCER10是脐橙蜡质合成相关基因,本研究从“纽荷尔脐橙”中克隆出了CsCER10基因并进行了详细的生物学信息分析;同时,通过实时定量PCR的方法检测CsCER10、CsCER1和CsCER1基因在“纽荷尔脐橙”和“赣脐3号”脐橙中的时空表达差异。最后,通过转基因模式
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决定脐橙外观品质的一项重要指标是脐橙果皮的光泽度,“赣脐3号”的果皮极富光泽,是研究柑橘表皮蜡质合成和运输的分子机理的很好的材料。CsCER10是脐橙蜡质合成相关基因,本研究从“纽荷尔脐橙”中克隆出了CsCER10基因并进行了详细的生物学信息分析;同时,通过实时定量PCR的方法检测CsCER10、CsCER1和CsCER1基因在“纽荷尔脐橙”和“赣脐3号”脐橙中的时空表达差异。最后,通过转基因模式植物Micro-Tom小番茄验证了CsCER10基因在脐橙表皮蜡质合成过程中所起的作用,为阐明脐橙表皮蜡质合成奠定了理论基础。研究结果如下:（1）从“纽荷尔脐橙”中克隆出了CsCER10基因。通过对CsCER10基因进行生物信息学分析,可知CsCER10基因包含933 bp的开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,编码310个氨基酸的蛋白质。多序列比对表明,CsCER10蛋白是一种烯酰基辅酶A还原酶（enoyl-CoA reductase,ECR）负责催化蜡质前体超长链脂肪酸（very long chain fatty acids,VLCFAs）VLCFAs 的合成。（2）对CsCER1、CsCER3和CsCER10基因在“纽荷尔”脐橙和“赣脐3号”脐橙中的荧光定量QPCR分析可知,3个基因在“纽荷尔”脐橙和“赣脐3号”脐橙的叶、果皮、果肉、白皮层中均有表达。在整个果实发育过程中,CsCER10基因在“赣脐3号”外果皮中的表达量均显著低于“纽荷尔”脐橙。在果实发育中后期（花后120天和花后210天）,CsCER1基因在“赣脐3号”外果皮和果肉中的表达量均显著低于“纽荷尔”脐橙,而CsCER3基因在“赣脐3号”果皮、白皮层和果肉中的表达量均显著低于“纽荷尔”脐橙。这个结果说明CsCER1、CsCER3和CsCER10基因可能是调控脐橙蜡质合成的关键基因。（3）构建了CsCER1、CsCER3和CsCER10基因超量表达载体,并通过根癌农杆菌介导的叶盘法将CsCER10基因超量表达载体转化Micro-Tom小番茄。与野生型植株相比,超量表达CsCER10基因的转基因Micro-Tom小番茄植株的叶片更加光滑,颜色更加鲜亮。但是,转基因番茄植株叶片比野生型植株更加卷曲,褶皱更多。扫描电镜分析表明,与野生型番茄相比,转基因番茄茎和叶片表面的蜡质覆盖面积较大。气质联用（GC-MS）分析结果表明:野生型番茄和转基因番茄叶片蜡质均由饱和脂肪酸（n-fatty acids）、非饱和脂肪酸（unsaturated fatty acids）、饱和烷烃（n-alkanes）、烯烃（alkenes）、异烷烃和反异烷烃（iso-＆anteiso-alkanes）、初级醛（n-aldehydes）、超初级醇（n-primary alcohols）、三萜类物质和豆甾醇（triterpenoids＆stigmasterol）和未知成分（unidentified components）组成;在番茄中超量表达CsCER10基因可以显著提高转基因番茄叶片表皮蜡质总量以及饱和脂肪酸、非饱和脂肪酸、饱和烷烃、烯烃、异烷烃和反异烷烃等蜡质种类含量,导致转基因番茄叶片蜡质结构改变,叶绿素渗透率降低;转基因番茄叶片中的正二十六烷酸（C26:0FA）、亚油酸（C18:2FA）、正二十二烷（C22:0ALK）、正二十三烷（C23:0ALK）、正二十五烷（C25:0ALK）、正二十七烷（C27:0 ALK）、正二十八烷（C28:0 ALK）、正三十烷（C30:0 ALK）、三十三烯烃（C33:1 ALKENE）、三十一异烷烃（ISO-C31 ALK）、三十二异烷烃（ISO-C32 ALK）等蜡质组分含量显著高于野生型番茄。这些结果说明,超量表达CsCER10基因,可以显著提高转基因番茄叶片蜡质总量和脂肪族蜡质成分含量。因此,CsCER10基因具有促进植物蜡质合成,尤其是脂肪族成分合成的功能。
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