果实的成熟是一个集糖酸代谢、细胞壁代谢、色素代谢、能量代谢等多种生物学途径的复杂过程。目前,对于果实成熟的机理研究还不够完善,特别是对于柑橘这种非跃变型水果的成熟机理研究较少。因此研究柑橘的成熟机理,从而有的放矢地选育柑橘早晚熟品种,以及从栽培上调整现有品种的成熟期,对于柑橘产业意义重大。锦橙晚熟芽变的发现,为我们研究柑橘成熟调控提供了有利材料。本文通过比较研究锦橙及其熟期芽变材料的果实在不同发育成熟时期中从生理生化到分子信号层面的差异,对于锦橙发育成熟过程中的变化有了较全面的了解,并且鉴定出多个柑橘发育成熟相关代谢途径及关键基因。主要研究结果如下:1.果实糖酸品质方面:锦橙果实发育成熟过程中,总的可溶性固形物含量、蔗糖含量、果糖含量、葡萄糖含量、维生素C含量、单果重及果皮色泽指数都呈现逐渐上升的趋势至完熟后下降;而总的可滴定酸、柠檬酸和奎宁酸的含量则呈现逐渐下降的趋势,并且在果实成熟中期,晚熟锦橙果实中的柠檬酸含量明显较普通锦橙果实中的高;特殊的是苹果酸含量的变化趋势表现为果实开始转色后逐渐上升至快完熟时逐渐下降。2.内源激素方面:锦橙果实发育过程中,脱落酸在果实中的含量最高,其变化趋势为“M”字型,在果实刚开始转色和快完熟时含量最高;茉莉酸含量较低,总体呈逐渐下降的趋势,不过在发育成熟前期晚熟锦橙果实中的茉莉酸含量明显高于普通锦橙果实;生长素含量最低,并且呈现先逐渐下降待果实完全成熟时稍微上升的趋势。3.基因表达方面:重点分析了蔗糖、脱落酸、茉莉酸代谢及信号转导通路中关键基因在锦橙果实不同发育成熟期的表达量变化趋势。蔗糖合成关键基因为Cs SPS和Cs SUS,二者分别在果实成熟前期和后期发挥作用,前者主要与果实转色后蔗糖含量的上升相关,后者主要与果实中的葡萄糖含量及果糖含量的变化趋势相关;大多数脱落酸信号转导途径相关基因的表达量变化趋势整体表现为随着果实成熟不断上升,揭示了脱落酸在甜橙果实成熟过程中发挥正调控作用;果肉中茉莉酸合成相关基因的表达量变化趋势与内源茉莉酸含量变化趋势不一致,说明在锦橙果实成熟过程中茉莉酸的合成还会受到其它因素的影响,而果实成熟后期茉莉酸信号转导途径中的关键基因的表达量逐渐上升,说明茉莉酸信号转导途径参与了果实的成熟调控过程。此外,这三个通路中有很多基因有着相近的表达模式。4.转录组分析方面:重点分析了普通锦橙及其晚熟芽变果实在转色初始时果肉中的整体转录组差异,共找到13,412个差异Unigene,主要集中于代谢途径、植物-病原菌相互作用、剪接体、植物激素合成和类苯基丙烷合成5个途径。差异表达的转录因子主要集中于Myb、AP2/ERF、MADS-box和WRKY四大家族。此外,随着果实不断成熟,它的整体转录水平反而下降。5.锦橙转录组的SSR分布:在所检测的所有unigene中约11%的序列含有SSR位点,其中主要重复类型依次为单核苷酸、三核苷酸和二核苷酸重复类型;主要重复基序依次为A/T、AG/CT和AAG/CTT。6.SSR分子标记的开发:根据含有SSR位点的正向差异基因序列设计特意引物52对,其中33对能在脐橙、椪柑和宽皮橘中获得清晰的目的条带,说明本次开发的SSR引物在柑橘相近种间具有可转移性;18对在16个熟期差异柑橘品种中获得多态性条带;多态性信息指数最高的unigene为TCP家族成员,其在柑橘果实不同发育成熟期差异表达,并且其启动子区存在多种植物激素调控元件。综上所述,锦橙的晚熟芽变致使果实发育过程中多个代谢途径相关基因以及产物含量都发生了变化,不仅证明果实成熟是个复杂综合的过程,也说明该芽变处于调控网络的上游或者交叉点上,虽然找到这个关键点很难,但是在寻找的过程中发现许多与果实成熟调控相关的途径和基因,为研究果实成熟提供了新的依据和基础。同时新开发的分子标记为柑橘遗传图谱构建、不同品种亲缘关系分析及分子标记辅助育种提供了新的工具。