杏(Prunus armeniaca L.)是重要的核果类果树,新疆杏由于其独特的品质而在市场上广受消费者的欢迎,并被广泛制作成新鲜果汁、果脯和果酱等。果实品质主要由色泽、质地和风味方面等构成,其中果实风味品质由味道和香气共同决定,但香气通常被认为在整体风味构成中起关键作用。乙烯转录因子AP2/ERF作为植物特异性转录因子,直接或间接参与许多肉质果实成熟、质地、风味和色泽等品质的形成与调控。研究表明,杏果实中含有丰富的芳香味脱辅基类胡萝卜素,但是目前关于乙烯转录因子AP2/ERF是否参与杏果实芳香味脱辅基类胡萝卜素的形成仍不清楚。本研究以5个新疆杏品种果实发育和成熟过程中的果实为材料,利用GC-MS技术分析鉴定了果实中芳香味脱辅基类胡萝卜素的组分和含量,并基于‘佳娜丽’转录组的WGCNA分析,筛选了与芳香味脱辅基类胡萝卜素形成相关的AP2/ERF转录因子,克隆基因全长后进行功能预测,最后通过基因表达模式和相关性分析进一步确定参与杏果实芳香味脱辅基类胡萝卜素形成的乙烯转录因子AP2/ERF。具体结果如下:1.从5个供试品种(‘白杏’、‘辣椒杏’、‘树上干’、‘佳娜丽’、‘旦杏’)果实中共检测出4种芳香味脱辅基类胡萝卜素,分别为β-紫罗兰酮、二氢-β-紫罗兰酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮和β-大马烯酮。在所有供试品种中,β-紫罗兰酮是含量最为丰富的芳香味脱辅基类胡萝卜素,二氢-β-紫罗兰酮次之,β-大马烯酮含量最少。4种芳香味脱辅基类胡萝卜素在‘白杏’中的含量最高,且所有芳香味脱辅基类胡萝卜素的含量在果实成熟过程中均有不同程度地增加。2.基于‘佳娜丽’转录组的WGCNA和网络可视化分析,筛选出了4个参与调控杏果实芳香味脱辅基类胡萝卜素形成的乙烯转录因子AP2/ERF,分别为PaERF4(Unigene16935)、PaERF12(Unigene3832)、PaERF26(Unigene8329)和PaAP2-like(Unigene18939)。3.通过RACE技术克隆候选基因全长,获取CDS序列后对其进行功能预测和结构域分析,结果表明AP2/ERF蛋白序列均至少含有一个AP2保守结构域,而且PaERF4和PaERF12的AP2 domain还包含一个转录抑制基序EAR-motif,进一步分析表明,PaERF4和PaERF12可能在果实成熟过程中对芳香味脱辅基类胡萝卜素的形成具有负向调控作用。4.利用qRT-PCR技术分析了AP2/ERF基因和负责芳香味脱辅基类胡萝卜素合成的结构基因CCDs和NCEDs的表达模式,结果表明在果实成熟期间PaERF4和PaERF26呈下调的表达模式,而PaERF12在‘白杏’和‘佳娜丽’中具有相反的表达模式,PaAP2-like的基因表达量则呈上调趋势。在果实成熟过程中,除PaNCED1(U19678)外,PaCCD1、PaCCD4和PaNCED整体上呈上调的表达模式。5.对果实类胡萝卜素和芳香味脱辅基类胡萝卜素含量与AP2/ERF及相关结构基因的相关性分析表明,AP2/ERF和相关结构基因的表达模式与果实类胡萝卜素和脱辅基类胡萝卜素的形成具有一定的相关性。其中在‘白杏’品种中,PaERF12和PaERF26的基因表达量与果实脱辅基类胡萝卜素含量呈正相关关系,但在‘佳娜丽’品种中则具有不同的相关性。PaERF4基因表达量在两个杏品种果实中与主要脱辅基类胡萝卜素含量呈负相关关系,PaAP2-like基因表达量在‘白杏’果实中与主要类胡萝卜素和脱辅基类胡萝卜素含量呈正相关关系,而在‘佳娜丽’品种中则呈负相关关系。综上所述,在杏果实发育和成熟过程中,乙烯转录因子PaERF4有可能负向调控杏果实芳香味脱辅基类胡萝卜素的形成,但PaERF12、PaERF26和PaAP2-like与果实芳香味脱辅基类胡萝卜素形成之间的关系因品种不同而具有不同的调控效应。