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酯类芳香物质是成熟果实果香型香气的重要来源,它的代谢包括合成与水解两个方面。醇酰基转移酶AAT催化酯类芳香物质合成,羧酸酯酶CXE催化酯类水解。鉴别参与酯类芳香物质代谢的基因并阐明其转录调控机制,对于理解果实香味形成以及改善风味品质具有重要意义。本文以桃果实为研究材料,开展酯类芳香物质的代谢与调控机制研究。主要结果如下:1、PpAAT1参与桃果实酯类芳香物质的生物合成。根据桃基因组数据库及进化树分析,发现28个AAT成员与酯类芳香物质合成有关。RNA-seq分析结果表明,PpAAT1是桃果实中转录本含量最高的成员,并且与酯类芳香物质含量显著正相关。重组蛋白活性分析表明,PpAAT1催化酯类芳香物质合成。基于番茄果实与烟草的异源转基因以及桃的同源瞬时过量表达,发现增加PpAAT1表达促进植物体内的酯类芳香物质合成。2、转录因子PpNAC1通过调控PpAAT1表达参与酯类芳香物质合成。基于RNA-seq数据筛选获得23个与PpAAT1表达呈正相关的候选转录因子。烟草双荧光素酶实验表明PpNAC1可激活PpAAT1启动子活性约14倍。EMSA实验证实PpNAC1可直接结合PpAAT1启动子上的NAC结合位点。同源瞬时过量表达转录因子PpNAC1显著促进了PpAAT1转录,增加了酯类物质含量。进一步研究发现番茄的NAC转录因子NOR也可以直接结合SlAAT1启动子并转录激活表达。番茄果实突变体nor的SlAAT1表达水平和酯类物质含量显著低于野生型。深入研究表明桃的PpNAC2转录因子也可以结合PpAAT1启动子并激活基因转录。BiFC实验显示PpNAC1与PpNAC2可以形成二聚体。上述结果表明转录因子NAC调控果实的酯类芳香物质合成。3、乙烯、MeJA及UV-B采后处理调控桃果实酯类芳香物质合成。外源乙烯处理诱导了桃果实中PpNAC1的表达,促进了PpAAT1转录本积累和酯类含量增加;MeJA处理维持了低温贮藏果实PpNAC1和PpNAC2的表达水平,进而维持了PpAAT1的转录本水平,保持了低温贮藏后果实酯类芳香物质的含量;UV-B照射显著抑制了PpAAT1表达和酯类物质积累。4、PpCXE1参与桃果实中酯类芳香物质的水解。利用CXE家族的GXSXGmotif鉴别出了33个桃CXE成员。通过酯类含量与基因表达的相关性分析,发现在不同品种桃果实中PpCXE1基因表达与酯类含量呈显著负相关。这种相关性在MeJA及UV-B处理果实中也得到了重复。重组蛋白活性分析表明,PpCXE1可以水解桃果实的酯类芳香物质。结合番茄果实的异源转基因及桃果实的同源瞬时过量表达结果,增加PpCXE1表达减少了酯类物质的含量。亚细胞定位结果显示参与酯类芳香物质代谢的PpCXE1和PpAAT1均存在于细胞质。上述结果表明PpCXE1与PpAAT1协同作用,调控桃果实酯类芳香物质的代谢。