梨食用品质的好坏受多种因素的综合作用的影响,其中石细胞含量是影响梨果品质的关键因素之一。硼对于梨树来说,是不可缺少的微量元素之一。研究发现硼不但参与植物体内的生理生化过程,影响到组织细胞内酶活性的变化,而且能促进细胞壁形成,同时也影响了石细胞的发育过程。本文采用田间试验的方法,以叶面喷施不同浓度的硼肥(硼酸)的砀山酥梨为材料,研究硼与梨果实整个生长发育过程中石细胞含量、木质素含量、木质素代谢过程中相关酶活性及酶基因表达模式之间的关系,以及其对成熟果果实品质的影响。此外,利用基因工程技术手段,对POD和HCT进行亚细胞定位分析,并将POD(过氧化物酶)和HCT(羟基肉桂酰基转移酶)通过农杆菌的遗传转化导入番茄和烟草中使其过量表达,从而为对其基因进行功能验证打下基灿。主要试验结果如下:1、以砀山酥梨为试验材料,分析叶面喷施不同浓度水平(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)的硼肥(硼酸)对砀山酥梨果实石细胞含量、木质素含量和成熟果果实品质的影响。结果表明:喷施硼肥后的梨果实中的石细胞含量与木质素含量在整个生长发育过程中是呈现先升高后降低的趋势,并且在幼果期硼肥处理始终低于对照;喷施适宜浓度的硼肥显著增加了成熟果的单果重,纵横径;降低了成熟果的硬度和果实中的含酸量;提高了梨果实中可溶性固形物含量。结合对果实品质的要求,果树生长情况和生产成本的考虑等因素,在盛花期和幼果期叶面喷施0.3%硼肥效果最佳。2、以砀山酥梨为试验材料,分析叶面喷施不同浓度水平(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%)的硼肥(硼酸)对果实中木质素代谢相关酶及抗氧化酶活性的影响。试验结果表明,果实发育过程中,喷施不同浓度的硼肥不同程度上抑制了果实中木质素代谢相关酶PAL(苯丙氨酸解氨酶)和POD(过氧化物酶)的活性,此外,喷施不同浓度水平的硼肥使得梨果实中抗氧化酶SOD(超氧化物歧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性显著得到了不同程度的提高,增强了果实的抗性。3、本研究以砀山酥梨为试验材料,结合果实生长发育过程中石细胞与木质素的含量变化,分析喷施硼肥对不同生长发育时期果实中木质素代谢相关基因的时空表达的影响。试验结果表明:在果实生长发育的幼果期(在盛花后56d内),不同基因的表达模式不同,而且同一家族的不同基因的表达模式也不同;总体上,喷施适宜浓度的硼肥对不同基因不同时期的表达有着不同程度上的抑制作用。PAL、C3H.HCT-2、HCT-3、HCT-4、CcoAOMT、4CL-2、POD-1、POD-4在果实发育前期的表达规律与果肉中木质素含量的变化规律相似,说明适宜浓度的硼肥可以抑制木质素代谢途径相关酶的表达;但是 C4H、HCT-1、CAD-1、CAD-2、4CL-1、4CL-2、POD-2、POD-3在果实发育时期的表达量的分析进一步说明硼肥浓度过高反而促进基因的表达。4、为了深入研究梨POD、HCT基因功能,以砀山酥梨为试验材料,对带有酶切位点的POD、HCT的开放阅读框架(ORF)进行PCR扩增,分别构建了 POD、HCT与绿色荧光蛋白(GFP)融合的植物表达载体p35S-POD-GFP、p35S-HCT-GFP。通过荧光显微镜观察植物表达载体在烟草叶片表皮细胞中的分布以确定目的基因在细胞中的定位表达。研究结果表明,POD基因的重组表达载体定位在细胞膜上,HCT基因的重组表达载体定位在细胞膜和细胞核中。5、本研究以砀山酥梨为试验材料,对POD、HCT基因进行功能研究。通过PCR基因工程技术克隆得到了 pOD和HCT的基因全长,随后构建过表达载体pCAMBIA1301-POD和pCAMBIA1301-HCT。通过农杆菌浸染法转入番茄和烟草中,以期能获得抗性苗。通过将POD、HCT基因在番茄和烟草植株中过表达,来获得抗性苗以研究其基因在转基因植株中的作用功能。