【摘 要】
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果实衰老的外在表现主要是色泽从鲜艳转为暗淡,抵御外界环境胁迫的能力下降,最终呈现出部分组织坏死并逐步扩大蔓延至整个果实。梨是呼吸跃变型果实,由于采摘期处于高温多雨季节,采后易衰老。衰老会导致果实贮藏期缩短,商品性降低。因此,探讨梨果实衰老的机制对研究果实衰老进程,提高果实品质,延长贮藏期,具有重要的意义。本论文以高温、低温和室温处理的采后果实为研究对象,分别构建了长链非编码RNA表达文库及环状RN
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果实衰老的外在表现主要是色泽从鲜艳转为暗淡,抵御外界环境胁迫的能力下降,最终呈现出部分组织坏死并逐步扩大蔓延至整个果实。梨是呼吸跃变型果实,由于采摘期处于高温多雨季节,采后易衰老。衰老会导致果实贮藏期缩短,商品性降低。因此,探讨梨果实衰老的机制对研究果实衰老进程,提高果实品质,延长贮藏期,具有重要的意义。本论文以高温、低温和室温处理的采后果实为研究对象,分别构建了长链非编码RNA表达文库及环状RNA表达文库。并基于生物信息学技术,研究了采后贮藏期间不同温度诱导下非编码RNA对丰水梨果实衰老分子机制的调控。主要结果如下:1.通过高通量测序和生物信息学分析相结合,探讨了温度调控果实衰老的相关ⅠncRNA。总共有21879万个clean reads被组装到4016个lncRNA。为了获得参与温度诱导果实衰老的lncRNA,对测序所得的lncRNA进行了差异表达分析,结果显示有461个lncRNA差异表达,在高温诱导下170个上调,89个下调;在低温诱导下106个上调,93个下调。这些差异表达的lncRNA与果实衰老有关。在温度诱导下,梨果实中的 LNC002153、LNC000812、LNC001504 等lncRNA 分别作用于 ACC 氧化酶、乙烯受体ETR1、乙烯受体ETR2等乙烯相关基因。LNC001968、LNC001960、LNC000967等lncRNA分别作用于聚半乳糖醛酸酶、内切葡聚糖酶、磷酸酶等相关水解酶基因。LNC003283、LNC000586、LNC003466、LNC002239 等 lncRNA分别作用于生长素转运蛋白、IAA响应蛋白、ABA受体、细胞分裂素脱氢酶等植物激素相关基因。表明温度调控乙烯、膜代谢和植物激素等相关lncRNA响应参与梨果实衰老过程。相关报道表明lncRNA可以作为ceRNA调控生物代谢过程,故对lncR NA作为ceRNA调控网络进行构建。2.通过双荧光素酶实验验证7个lncRNA可作为ceRNA参与果实衰老的调控。L NC002720-Novel68-Pbr047924.1,LNC001517-Novel208-Pbr05853.1,LNC003479-Novel122-Pbr01425.1,LNC000444-Novel88-Pbr025174.1,LNC000039-miR172i-Pbr025174.1,LNC000066-Novel188-Pbr02765.1,LNC003392-Novel188-Pbr02765.1,这些lncRNA可以与预测的miRNA相互作用,表明高温或低温响应lncRNA可以影响其相互作用的miRNA的表达。更重要的是,lncRNA与miRNA的相互作用解除miRNA与其靶向mRNA的结合,从而改变了 miRNA靶向的mRNA的表达。因此,在高温或低温条件下,非编码RNA通过lncRNA-miRNA-mRNA的相互作用调控果实衰老。3.通过转录组测序并结合生物信息学手段进行数据分析,研究了 cricRNA调控梨果实衰老的分子机制。共发现399个cricRNA差异表达,在高温诱导下34个cricRNA上调,62个cricRNA下调;在低温诱导下35个cricRNA上调,64个cricRNA下调。通过对差异表达circRNA的来源基因富集分析,发现circ0002019和circ0005035分别作用于ACC合成酶和乙烯受体ETR2等乙烯合成和信号转导基因。circ0002703和circ0002704 作用于脂氧合酶调控果实硬度。circ0001427、circ0004007、circ0003001等circRNA分别作用于AP2、MADS-box、NAC等衰老相关的转录因子基因。表明温度可以通过调控cricRNA的表达间接调控与乙烯合成、膜代谢和衰老相关的转录因子,进而参与梨果实衰老过程。梨果实中检测出的与果实衰老有关的circRNA具有丰富的miRNA结合位点,网络分析结果显示温度诱导果实衰老过程中存在复杂的circRNA-miRNA 调控途径。
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