白肉枇杷果肉果皮类胡萝卜素差异积累及果实颜色遗传倾向的研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuguoqiangswu
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枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)属蔷薇科枇杷属植物,根据枇杷果肉颜色为白肉枇杷和黄肉枇杷。本实验以白肉枇杷品种‘白玉’为材料,该品种果实特点是果肉纯白色,果皮是淡黄色,在不同组织上存在明显颜色上的差异,利用RNA-Seq技术,分析了不同发育时期枇杷果实果皮和果肉类胡萝卜素代谢途径相关基因以及质体发育相关基因的表达,同时观察了不同发育时期果皮和果肉质体的发育的大小和颜色。此外,以‘早钟6号’、‘梅花霞’和‘白玉’为亲本材料,创制了9个杂交后代,并利用已获得的枇杷果实颜色特异分子标记对枇杷果实颜色的遗传倾向进行了研究,主要研究结果如下:(1)利用RNA-Seq技术,共获得172.53Gb Clean Data,每一个处理样品Clean Data均达到6.33Gb,Q30碱基百分比在90.84%及以上。将每个样品Clean Reads与参考基因组进行序列比对,比对结果显示比对效率从89.53%到92.42%不等。利用比对结果,进行基因可变剪接预测分析、基因结构优化分析以及新基因的注释和发掘,发掘新基因5,733个,其中4,422个得到相应的功能注释。(2)利用RNA-Seq技术,对不同发育时期枇杷果实果皮和果肉进行差异表达分析,找到7898个DEGs,其中1,171个基因在四个发育时期中均显著差异表达。通过对转录组数据的挖掘,鉴定出16个类胡萝卜素代谢途径基因,分析了这些基因在枇杷果实果皮和果肉发育不同阶段的表达特点,结果表明:果皮中类胡萝卜素的积累可能受DXS、PSY1、VDE等基因共同调控作用;果肉中不能够积累类胡萝卜素可能是由于PSY1在果肉中不表达,进而造成果皮和果肉类胡萝卜素的差异积累。PAP基因是质体形成的重要调控基因,随着果实发育,质体发育相关基因在果皮中呈上升趋势的基因有PAP、PAP4、PAP13-LIKE、PAP14、PAP6、PAP10,呈下降趋势的基因有PAP6、PAP7。在果肉中随着果实发育呈上升趋势的基因有PAP4、PAP13-LIKE、PAP11、PAP14,呈下降趋势的基因有PAP12、PAP8、PAP6、PAP7,其中筛选到质体发育差异表达基因有PAP8、PAP6、PAP11,这些基因的差异表达可能造成果皮果肉质体发育差异,进一步影响类胡萝卜素的积累。(3)利用光学显微镜观察白肉枇杷品种‘白玉’果皮和果肉不同发育时期质体发育情况,结果表明:随着果实发育,在果皮中明显的可以看到质体由叶绿体向有色体的转变,并且有色体的数量随着果实的发育逐渐增加;在果肉中有色体的数量随着果实的发育逐渐减少,成熟后期几乎看不到有色体,造成白肉枇杷‘白玉’果皮和果肉颜色上的差异可能和有色体的形成有关。(4)以白肉枇杷品种‘白玉’,和黄肉枇杷品种‘早钟6号’以及‘梅花霞’为亲本实验材料,建立个6杂交群体和3个自交群体,经杂种鉴定后,利用果实颜色特异分子标记技术对杂交后代群体进行了验证,结果表明:杂交后代果实颜色出现分离,卡方测验结果显示该性状分离符合孟德尔遗传定律,果实颜色受到一对显隐关系的基因控制,为早期筛选不同颜色类型枇杷品种奠定理论基础。
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