【摘 要】
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红梨因其较高的外观品质和营养价值,深受消费者青睐,具有很好的市场前景。红梨的着色主要是由于果皮中花青苷的合成与积累,我国关于红梨花青苷合成相关基因的研究相对于其他植物较少,因此需要进一步的研究。根据本实验室前期转录组测序结果分析发现,Pb MYB10、Pb MYB4-like1对于苹果梨果实着色具有一定影响,本研究以延边‘苹果梨’为试验材料,通过套袋与解袋处理改变光照情况,探讨光照对苹果梨果皮花青
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红梨因其较高的外观品质和营养价值,深受消费者青睐,具有很好的市场前景。红梨的着色主要是由于果皮中花青苷的合成与积累,我国关于红梨花青苷合成相关基因的研究相对于其他植物较少,因此需要进一步的研究。根据本实验室前期转录组测序结果分析发现,Pb MYB10、Pb MYB4-like1对于苹果梨果实着色具有一定影响,本研究以延边‘苹果梨’为试验材料,通过套袋与解袋处理改变光照情况,探讨光照对苹果梨果皮花青苷含量以及花青苷合成过程中相关基因表达量的影响;克隆Pb MYB10、Pb MYB4-like1基因,并转化到拟南芥中,进一步验证Pb MYB10、Pb MYB4-like1基因对花青苷合成的影响。主要研究结果如下:1.对Pb MYB10、Pb MYB4-like1基因的理化性质进行分析,发现Pb MYB10的开放阅读框（ORF）长度为666 bp,编码含有221个氨基酸的蛋白,预测其蛋白质分子量为25.79 k D,等电点为6.23;Pb MYB4-like1的开放阅读框（ORF）长度为804 bp,编码含有267个氨基酸的蛋白,预测其蛋白质分子量为30.52 k D,等电点为5.12。2.对Pb MYB10和Pb MYB4-like1基因所编码的氨基酸序列进行比对和系统发育树分析,发现Pb MYB10蛋白与苹果中Md MYB10d蛋白两者亲缘关系最近,与苹果中Md MYB10和Md MYB113-like蛋白、海棠杂交品种中Mh MYB10蛋白的亲缘关系较近;且苹果梨Pb MYB10蛋白含有保守的R2R3-MYB结构域。Pb MYB4-like1蛋白与山核桃中Ci MYB4-like蛋白的亲缘关系最近,与胡桃中Jr MYB4-like等蛋白的亲缘关系较近;且苹果梨Pb MYB4-like1蛋白含有保守的R2R3-MYB结构域。3.通过套袋和解袋处理来改变光照,分析光照对苹果梨果皮花青苷含量的影响,发现光照能够促进苹果梨果皮花青苷、叶绿素及类胡萝卜素等色素的合成,且苹果梨果实在解袋后光照12 d,这些色素含量均显著高于套袋果,其中花青苷含量变化更明显,解袋果果皮花青苷含量约为套袋果的1.7倍。4.通过q RT-PCR分别对套袋果和解袋果中花青苷合成相关基因的表达量进行测定,发现解袋果中Pb MYB10基因表达量明显高于套袋果,说明光照能促进Pb MYB10基因的表达;而Pb MYB4-like1基因在解袋果中表达量明显低于套袋果,说明光照能够抑制Pb MYB4-like1基因的表达。同时,解袋果中PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS等结构基因表达量均高于套袋果,表明光照能够促进苹果梨果实中这些结构基因的表达。5.为了进一步验证Pb MYB10、Pb MYB4-like1基因与花青苷生物合成的关系,通过花序侵染法将Pb MYB10、Pb MYB4-like1基因转化到拟南芥中,发现转Pb MYB10基因的拟南芥植株茎基部及茎生侧枝处表现为紫色,且其花青苷含量明显高于野生型拟南芥植株;而转Pb MYB4-like1拟南芥植株中,则没有紫色呈现,且花青苷含量明显低于野生型拟南芥植株。通过q RT-PCR测定相关基因表达量,结果表明:过表达Pb MYB10能够促进拟南芥花青苷的合成,且能够促进花青苷合成过程中相关结构基因的表达;而过表达Pb MYB4-like1基因后,抑制了拟南芥中花青苷的合成,且抑制花青苷合成过程中相关结构基因的表达。
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