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枣经济价值高,栽培面积广泛,是农业经济的重要组成部分。枣果的品质直接影响其经济价值,而果实成熟度与枣果品质密切相关。乙烯被明确认为是调控果实成熟的主要因素。目前乙烯合成相关基因以及乙烯受体基因参与果实成熟调控的研究已取得重要进展,但对其参与果实成熟的分子调控机制尚不明确。本研究以陕西延川的“狗头枣”果实为材料,分析其7个不同生长发育时期的果皮颜色的变化,辅助判断枣果的成熟度;克隆出狗头枣ZjACO1基因,同时在枣基因组数据库中比对到2个同源基因ZjACO2和ZjACO3,对其启动子序列进行分析,预测了潜在的相关基因,并对这些基因在狗头枣果实发育7个不同时期的表达水平进行了检测。主要实验结果如下:1.枣果色差分析显示,狗头枣在生长发育成熟过程中,果皮颜色的变化规律主要呈现由青色(蓝绿叠加色)变枣红色(红黄叠加色)的过程,说明狗头枣果实的成熟外观表征是由青色向枣红色变化的。2.ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3在枣果实7个不同发育期的基因表达量检测显示:ZjACO1-ZjACO3的相对表达量与果实成熟度呈显著正相关,ZjACO1的相关性最高。为了验证枣果实7个不同生长发育成熟过程中ZjACO1基因的功能,利用农杆菌转化法,建立遗传转化体系,诱导出狗头枣转基因愈伤组织。3.乙烯受体基因ZjERS1、ZjERS2、ZjETI、ZjETR1和ZjETR2在枣果实7个不同发育时期的基因表达量结果表明:ZjETR1在狗头枣果实中未检测到表达量,ZjETR2与枣果成熟呈正相关;ZjERS1、ZjERS2和ZjETI与果实成熟负相关,这表明ZjETR2是乙烯调节枣果成熟潜在的受体基因。4.本研究从枣基因组内分别寻找到ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的2000 bp序列作为相应的启动子区域,并对其顺式作用元件预测分析,显示含有乙烯应答元件ERE、水杨酸应答元件TCA-element、生长素应答元件TGA-element、干旱应答元件MBS、HD-Zip和W-box等元件。由于ERF是特异性响应乙烯信号的转录因子、HD-Zip和TCP家族基因是参与逆境胁迫相应的转录因子,因此ERF、HD-Zip和TCP三个家族基因可能作为潜在的调控ACO基因表达的转录因子。5.ERF、HD-Zip和TCP在枣果实7个不同发育时期的基因表达量结果显示:ZjTCP19与狗头枣果实成熟相关性较高;ZjHD-Zip1和ZjHD-Zip6表达与果实成熟呈显著正相关(P≤0.01),ZjHD-Zip2和ZjHD-Zip4表达与果实成熟呈显著负相关(P≤0.01),ZjERF1与狗头枣果实的成熟呈显著正相关(P≤0.01),完熟期稍有下降,推测ZjERF1与乙烯调控狗头枣果实成熟有关;ZjERF3与狗头枣果实成熟呈显著负相关(P≤0.01),推测ZjERF3可能参与了延缓狗头枣果实成熟的调控。综上所述,在枣果实7个发育成熟过程中,ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的表达与枣果实成熟呈正相关;ZjETR2基因的表达与枣果实成熟呈正相关,ZjERS1和ZjETI基因的表达与果实成熟呈负相关;ZjTCP19、ZjHD-Zip1、ZjHD-Zip6和ZjERF3可能通过参与乙烯的合成或乙烯信号转导来调控狗头枣果实成熟。果实成熟过程并不是受单一因素的调控,本研究初步显示狗头枣果的成熟可能通过调控枣ACO基因的表达进而影响乙烯的合成,并通过调控乙烯受体的表达,以及转录因子调控乙烯生物合成,或其参与乙烯信号转导来调控果实成熟。本研究通过基因调控的策略对狗头枣果实成熟机制进行了初探,为狗头枣果实的储存以及保鲜提供参考依据,以及为利用分子育种手段选育高品质狗头枣品种提供了理论参考依据。