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新疆是我国核桃(Juglans regia L.)发源地也是主要产区之一,为了解新疆核桃内果皮露仁机理,本研究以‘温138’和‘纸皮’核桃作为试材,克隆得到C3H、C4H、CCoAOMT及F5H基因的cDNA序列,分别命名为WJ-C3H、ZJ-C3H、WJ-C4H、ZJ-C4H、WJ-CCoAOMT、ZJ-CCoAOMT、WJ-F5H、ZJ-F5H,并分析其序列特征、结构特征、进化关系;通过实时荧光定量PCR对其内果皮硬化过程9个时期(花后44、51、58、65、72、79、86、93和100d)进行相对定量表达分析,获得硬核期的时空表达特性。主要研究结果如下:WJ-C3H基因cDNA序列含有702bp ORF,编码233个氨基酸,原子总数为3694,分子量26.16 kDa,理论等电点6.55;ZJ-C3H基因cDNA序列含有636bp ORF,编码211个氨基酸,原子总数3352,分子量23.77kDa,理论等电点5.97。WJ-C3H、ZJ-C3H基因推导氨基酸序列均存在一个CypX特异性结合位点,此外还包含PLN02687、p450及P450cycloAA1三个非特异性结合位点,均属于p450超基因家族。WJ-C4H基因cDNA序列含有931bp ORF,编码305个氨基酸,原子总数5031,分子量35.64 kDa,理论等电点7.75;ZJ-C4H基因cDNA序列含有952bp ORF,编码312个氨基酸,原子总数5130分子量36.38kDa,理论等电点8.67。对所编码蛋白预测分析表明,WJ-C4H、ZJ-C4H基因推导氨基酸序列均存在p450、CypX这两个特异性结合位点和一个PLN02394非特异性结合位点,均属于p450超基因家族。WJ-CCoAOMT基因cDNA序列含有672bp ORF,编码224个氨基酸,原子总数为3449,分子量24.20 kDa,理论等电点11.50;ZJ-CCoAOMT基因cDNA序列含有672bp ORF,编码224个氨基酸,原子总数3468,分子量24.44kDa,理论等电点11.02。所编码蛋白预测分析表明,两个基因推导氨基酸序列均存在PLN02589、Methy1transf3和YrrM三个非特异性结合位点,均属于AdoMetMTases超基因家族(在此区间内还包含一个YrrM超基因家族)。WJ-F5H基因cDNA序列含有535bp ORF,编码176个氨基酸,原子总数、分子量、理论等电点分别为2796、19.89 kDa、4.66;ZJ-F5H基因cDNA序列含有535bp ORF,编码176个氨基酸,原子总数、分子量、理论等电点分别为2810、19.98kDa、4.73。WJ-F5H基因推导氨基酸序列存在一个特异性结合位点CypX和PLN02183、p450、P450cycloAA1三个非特异性结合位点;ZJ-F5H基因推导氨基酸序列存在PLN02183、p450、CypX、P450cycloAA1四个非特异性结合位点,WJ-F5H和ZJ-F5H基因推导氨基酸序列均属于p450 super family超基因家族。实时荧光定量PCR结果表明,WJ-C3H和ZJ-C3H、WJ-C4H和ZJ-C4H、WJ-CCoAOMT和ZJ-CCoAOMT、WJ-F5H和ZJ-F5H这四对关键基因在核桃内果皮硬化过程九个不同时期的相对表达量均存在差异,其中C3H基因在‘温138’核桃中相对表达量呈现“И”变化趋势,‘纸皮’核桃呈现“M”,C4H、F5H基因在‘温138’、‘纸皮’核桃中相对表达量变化均呈现“N”变化趋势,CCoAOMT基因‘温138’中呈现“N”变化趋势,‘纸皮’呈现“M”变化趋势;通过对比发现,这四对基因在内果皮硬化过程中花后7279d均出现较低的表达量,整体变化趋势均有“V”字形变化区域,WJ-C3H、WJ-CCoAOMT和WJ-F5H这三个基因花后5165d的表达量显著低于同期ZJ-C3H、ZJ-CCoAOMT和ZJ-F5H。WJ-C4H、WJ-CCoAOMT和WJ-F5H这三个基因花后7993d的表达量显著高于同期ZJ-C3H、ZJ-CCoAOMT和ZJ-F5H。