【摘 要】
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原产于安徽省砀山县的砀山酥梨（Pyrus bretschneideri cv.Dangshan Su）,在我国是知名的梨出口品种之一,近年来因为环境和管理等原因,果实品质有所下降,而针对果实品质改良的研究发现石细胞与果实口感细腻程度有着紧密联系。研究表明木质素单体的合成、聚合并在细胞壁沉积导致次生壁加厚,引起部分薄壁细胞木质化形成石细胞,而石细胞增加是导致梨果实肉质粗糙,口感多渣的主要因素。已有报
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原产于安徽省砀山县的砀山酥梨（Pyrus bretschneideri cv.Dangshan Su）,在我国是知名的梨出口品种之一,近年来因为环境和管理等原因,果实品质有所下降,而针对果实品质改良的研究发现石细胞与果实口感细腻程度有着紧密联系。研究表明木质素单体的合成、聚合并在细胞壁沉积导致次生壁加厚,引起部分薄壁细胞木质化形成石细胞,而石细胞增加是导致梨果实肉质粗糙,口感多渣的主要因素。已有报道证实,咖啡酸氧甲基转移酶（Caffeic acid O-methyltransferase,COMT）、咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶（Caffeoyl Co A3-O-methyltransferase,CCOMT）是木质素单体合成的关键酶。本研究通过生物信息学的手段,对砀山酥梨氧甲基转移酶家族进行全基因组筛选和鉴定,进行拟南芥突变体互补,克隆启动子及缺失片段和荧光定量等实验,尝试来分析PbCOMT1、PbCCOMT1在梨果实木质素代谢中的表达模式以期为砀山酥梨果实木质素调控的研究提供理论依据。主要结果如下:1.通过砀山酥梨全基因组分析筛选,初步获得30个COMT、9个CCOMT候选氨基酸序列,鉴定了26个OMT家族成员,其中COMT19个,CCOMT7个,将其依次命名为PbCOMT1-19,PbCCOMT1-7。共分为两个大亚类,8个小亚类,分析认为PbCOMT1与PbCCOMT1/3主要参与木质素的合成;2.基于染色体定位分析,发现OMT基因家族成员多以基因簇形式分布在梨基因组中,结合系统进化树推测,梨OMT基因家族成员主要通过串联复制在基因组中扩张;3.分析PbCOMT1、PbCCOMT1/3启动子关键元件发现,不单具有AC响应元件,还具有Me JA和大量的光响应元件。AC元件一般与木质素生物合成有紧密联系,Me JA和光可能会通过影响PbCOMT1、PbCCOMT1的表达进而影响石细胞发育;4.荧光定量结果表明PbCOMT1、PbCCOMT1两个基因的表达量均呈现先上升后下降的趋势,PbCOMT1在63d达到高峰,PbCCOMT1则在55d达到高峰;结合实验室之前的结果,不同发育时期梨果实木质素含量变化呈现同样的趋势并在71d达到高峰,暗示两个基因的表达水平与木质素含量相关;5.克隆了PbCOMT1、PbCCOMT1的启动子,并获得不同的5’缺失片段DEL1-6,构建真核表达载体。
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