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不同品种柑橘果实柠檬酸积累模式不同,前人在柠檬酸差异积累明显果实的转录组学分析中发现多个差异表达的基因,这些基因与柠檬酸差异积累的关系如何,并不清楚。本文选择了 18个表达明显差异的基因,首先对它们在柠檬酸差异积累明显的品种中进行筛选,随后将获得的差异基因在21个柑橘品种的果实中进行表达分析,同时与可滴定酸含量、pH进行相关分析,最后选择相关性显著的基因进行克隆和功能初步验证。具体结果如下:1、在18个差异表达基因中发现3个与可滴定酸含量或pH值显著相关的基囚首先从18个与柠檬酸差异积累相关的差异表达基因中得到5个基因,分别为Ara7、XBCP3、APD2-2、U1、U4,它们在高酸柑橘果实中的转录水平较高,而在低酸柑橘果实中的转录水平较低。在21个柑橘品种中进一步研究发现,Ara7、XBCP3表达量与可滴定酸含量或pH值没有显著的相关关系;U1表达量与可滴定酸含量呈显著的正相关关系、与pH呈显著的负相关关系,Pearson相关系数分别为0.441和0.443;U4和CsAPD2的表达量与pH呈显著的负相关关系,Pearson相关系数分别为 0.608 和 0.475。2、U1的克隆验证和初步功能分析从柑橘基因组中克隆到一个U1,该基因含有3个外显子和2个内含子,组织特异性分析表明U1主要在叶片中表达,其次为汁胞;分析U1在6个柠檬酸含量不同的柑橘品种中的表达量,发现U1的转录水平与柠檬酸含量变化相一致,二者的Pearson相关系数为0.440,达到显著水平(p<0.05);与对照相比,超表达U1‘伏令夏橙’愈伤组织中的果糖和葡萄糖含量升高,而柠檬酸含量降低。综合以上结果,U1的转录水平与柑橘果实中酸含量的关系有待进一步研究,推测U1可能参与了糖的积累。3、U4的克隆验证和初步功能分析从柑橘基因组中克隆到一个U4,该基因含有8个外显子和7个内含子,组织特异性分析表明该基因主要在叶片中高表达,汁胞中次之;分析U4在6个柠檬酸含量不同的柑橘品种中的表达量,发现U4的转录水平除与柠檬果实中的柠檬酸含量变化不一致外,在其他5个品种中均一致,同时干旱胁迫下U4的转录水平与柠檬酸含量均显著升高。综合以上结果,推测U4可能参与了柑橘果实中柠檬酸积累的调控,且U4对柠檬酸积累的调控可能因品种而异。4、CsAPD2的克隆验证和初步功能分析从柑橘基因组中克隆到一个拟南芥花粉异常发育基因(APD2)的同源基因(命名为CsAPD2)。该基因含有10个内含子和9个外显子,同时含有两个跨膜结构域和一个RING型指蛋白结构域;组织特异性分析表明Cs4PD2主要在汁胞中高表达,分析CsAPD2在6个柠檬酸含量不同的柑橘品种中的表达量,发现CsAPD2的转录水平与柠檬酸含量变化相一致,二者的Pearson相关系数为0.939,达到极显著水平(p<0.01),同时在干旱胁迫下,柑橘果实中CsAPD2的表达水平和柠檬酸含量均显著升高。综合以上结果,推测CsAPD2的转录水平与柠檬酸含量关系密切,CsAPD2可能参与了柑橘果实中柠檬酸积累调控或其表达受到柠檬酸含量的调控。