桃果实冷害相关FAD基因家族的表达调控

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以桃(Prunus persica L.)果实为试材,开展了FAD基因家族成员的克隆,研究了不同温度处理对软溶质‘玉露’和‘湖景蜜露’桃果实脂肪酸组分的影响,及对FAD基因家族成员表达水平的调控,分析了桃果实冷害发生与FAD基因家族成员表达的相关性。具体结果如下:1、‘玉露’和‘湖景蜜露’桃果实5℃冷藏2周转至20℃货架2d出现冷害症状,表现为果肉组织褐变、少汁,并伴随有电导率显著增加和乙烯释放量下降。然而两个品种桃果实的硬度变化具有差异,其中‘玉露’在采后低温贮藏的硬度可正常下降,而‘湖景蜜露’丧失了正常的软化能力。LTC处理(8℃贮藏3d后转至5℃)可有效延缓桃果实冷害发生,并维持良好品质。2、利用气相色谱分析了‘玉露’和‘湖景蜜露’桃果实低温贮藏过程中主要脂肪酸组分的变化,包括棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)、油酸(18:1)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)。置于5℃贮藏的‘玉露’桃果实亚油酸含量低于LTC处理,而‘湖景蜜露’桃果实中亚麻酸含量较低。LTC处理的桃果实的DBI水平显著高于对照,维持较高水平的生物膜流动性。3、利用桃EST库克隆到了FAD基因家族6个成员,命名为PpFAD1、PpFAD2、PpFAD3、PpFAD4、PpFAD5>和PpFAD6,开放阅读框长度分别为1146bp、1113bp、1347bp、1323bp、1359bp和1152bp。生物信息学分析表明,PpFAD2、PpFAD3、PpFAD5和PpFAD6属于ω-3类型FAD,而PpFADl和PpFAD4则具有ω-6类型FAD活性。4、利用实时荧光定量PCR分析了桃果实FAD基因家族6个成员在采后冷藏过程中表达模式。‘玉露’和‘湖景蜜露’果实在低温冷藏过程中,ω-3 FAD基因家族成员PpFAD2和PpFAD6受低温诱导,转录本含量显著高于采收点;PpFAD3基因对低温不敏感,表达水平稳定;PpFAD5在5℃贮藏的‘玉露’桃果实中表达水平高于LTC处理的果实,而‘湖景蜜露’中LTC处理的果实PpFAD5基因转录本含量较高。ω-6 FAD基因家族成员PpFAD4在不同温度处理间的表达水平相近,且在不同品种表达模式类似;PpFAD1在不同品种果实中的表达模式具有差异,‘玉露’果实5℃处理的PpFAD1的表达水平低于LTC处理的果实,而‘湖景蜜露’中则表现出相反的趋势。本研究利用国际公开的桃EST和基因组数据库,开展了FAD基因家族成员的克隆与表达分析,初步鉴别了桃果实冷害发生相关的FAD基因家族成员,‘玉露’桃果实可能通过增强PpFAD1的表达提高内质网亚油酸比例从而增强抗冷性,而‘湖景蜜露’桃果实通过PpFAD5的表达在质体中积累亚麻酸减轻果实冷害的发生。
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