【摘 要】
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梨萼片脱落与否是影响果实品质形成的一个重要因素。喷施多效唑可提高梨果脱萼率及果实品质,但关于其在梨果实萼片脱落中的作用机制还未见报导。本试验以棚架栽培的‘玉露香梨’为试材,测定了脱萼和宿萼果实的品质差异,分析了不同药剂处理下花萼中的IAA含量的变化及其与梨果萼片脱落的关系,结合转录组测序数据,分析生长素酰胺合成酶基因GH3家族在梨的时空表达模式,克隆出GH3候选成员并进行生物信息学分析,为揭示梨萼
【基金项目】
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2020山西省隰县玉露香梨产业升级关键技术研发项目；
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梨萼片脱落与否是影响果实品质形成的一个重要因素。喷施多效唑可提高梨果脱萼率及果实品质,但关于其在梨果实萼片脱落中的作用机制还未见报导。本试验以棚架栽培的‘玉露香梨’为试材,测定了脱萼和宿萼果实的品质差异,分析了不同药剂处理下花萼中的IAA含量的变化及其与梨果萼片脱落的关系,结合转录组测序数据,分析生长素酰胺合成酶基因GH3家族在梨的时空表达模式,克隆出GH3候选成员并进行生物信息学分析,为揭示梨萼片脱落与宿存的分子机制提出新的研究思路。本文的主要研究结果如下:1.以棚架式栽培的‘玉露香梨’为试验材料,研究了‘玉露香梨’脱萼果与宿萼果在成熟期的外观品质、内在品质及质构性等方面的差异。结果显示,脱萼果的单果重为429.17±22.31g,果形指数接近1;脱萼果的可溶性固形物含量显著高于宿萼果,果肉硬度和胶着性显著低于宿萼果。脱萼果实大小适中,果形更端正,风味更佳。2.用酶联免疫法测定脱萼果与宿萼果花萼部位IAA含量,得出脱落花萼的IAA含量低于宿存花萼的IAA含量。在盛花初期喷施多效唑、赤霉素与清水处理,由盛花末期花萼的脱萼率与IAA含量变化关系得出,随着花萼部位IAA含量逐渐降低,‘玉露香梨’脱萼率增高。分析生长素信号通路基因表达差异发现,生长素酰胺合成酶基因GH3家族有3个成员在脱落花萼中表达较高。3.对GH3基因家族进行分析,鉴定出GH3基因家族在白梨中有18个成员,等电点PI介于5.23-9.13之间,分子量介于15.26-69.58（KD）之间,染色体分布在Chr5上的数目最多,亚细胞定位主要分布在细胞质、质膜和线粒体基质;与拟南芥GH3蛋白构建进化树,发现梨GH3蛋白有与拟南芥第I、II类蛋白关系相近的成员;有9个相对保守的基序类型,在梨中具有较高的保守性;18个GH3家族基因均预测到了与激素调控有关的顺式作用元件,其中Pb GH3.2、Pb GH3.3、Pb GH3.7、Pb GH3.8、Pb GH3.9、Pb GH3.10、Pb GH3.13、Pb GH3.16、Pb GH3.17和Pb GH3.18等10个基因具有生长素响应元件（Aux RR-core和TGA-element）。4.对梨不同部位、多效唑处理的花萼萼筒部位进行荧光定量分析,进一步研究GH3基因家族在‘玉露香梨’中的表达模式。Pb GH3.2、Pb GH3.3、Pb GH3.5、Pb GH3.10、Pb GH3.11、Pb GH3.15、Pb GH3.16、Pb GH3.17和Pb GH3.18在萼片的表达量显著高于其他部位;在多效唑处理下,Pb GH3.2、Pb GH3.3、Pb GH3.4和Pb GH3.5基因,在盛花末期处理组的表达量最高,与对照组的差异显著。5.克隆出Pbr007550（Pb GH3.3）和Pbr030571（Pb GH3.4）,长度均为1806 bp,存在3个氨基酸序列的差异,编码601个氨基酸,属于不稳定性蛋白,无信号肽的存在,亚细胞定位于细胞质;利用NCBI网站CCD工具分析发现具有GH3蛋白家族的GH3super famliy保守结构域,蛋白质三级建模后发现为GH3-1 AUXIN缀合酶,涉及生长素稳态,属于GH3蛋白家族。
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