首页分享光与激素调控不同色泽甜樱桃果实花色苷合成机理初探

光与激素调控不同色泽甜樱桃果实花色苷合成机理初探

来源：花匠小妙招时间：2025-01-01 14:01

光与激素调控不同色泽甜樱桃果实花色苷合成机理初探

【摘要】： 花色苷含量影响甜樱桃(PrunusaviumL)果实外观品质。根据成熟时果实色泽,甜樱桃可分为红色和黄色品种,黄色品种向阳面产生红晕。光是影响花色苷合成最重要的环境因素之一,但其对不同色泽甜樱桃果实花色苷生物合成的影响及作用机制尚不清楚。为此,本研究以红色品种'红灯'和黄色品种'雷尼'为试材,利用套袋处理分析了光对两种甜樱桃果实着色的作用,并利用RNA-Seq分析了光调控甜樱桃果实着色的分子机制。此外,茉莉酸(JasmonicAcid,JA)是重要的植物激素之一,但其在甜樱桃果实着色中的作用尚不清楚,本研究以'红灯'为试材,初步分析了 JA信号在调控甜樱桃果实着色中的作用。主要结果如下:1.套袋处理发现,与正常光照果实相比,33个红色品种套袋果实的果皮和果肉均能正常着色;而11个黄色品种套袋果实的果皮仍为黄色。对'红灯'和'雷尼'套袋果实成熟过程中花色苷含量进行检测,发现花色苷含量的变化与表型变化一致。此外,'雷尼'套袋果实摘袋后,花色苷迅速合成。上述结果表明,黄色甜樱桃果实花色苷积累高度依赖于光,但红色品种中果实着色不依赖于光。2.对两个品种的套袋和正常光照果实进行转录组分析,发现光可以上调'雷尼'果实中花色苷合成结构基因(PacCHS、PacCHI、PacF3I、PacF3'H及PacUFGT)的表达水平;但不影响'红灯'果实中这些基因的转录水平。同时,'雷尼'果实中有32个上调和40个下调的差异表达转录因子;光信号通路中PIF3、HY5等转录因子,以及激素信号通路关键组分如PP2C等的表达水平在'雷尼'中受光调控。进一步的共表达网络分析结果表明脱落酸(Abscisic Acid,ABA)和赤霉素(Gibberellic Acid,GA)等信号在甜樱桃光依赖的果实着色中发挥重要作用。3.光与ABA交叉处理发现,无论是黑暗还是光照下,ABA均促进'红灯'果实着色;但黑暗条件下,其不能提高'雷尼'果实花色苷积累水平。上述结果表明光与ABA信号协同调控不同色泽甜樱桃果实着色的机制不同。4.茉莉酸甲酯(MethylJasmonate,MeJA)处理'红灯'果实可促进果实花色苷积累,并提高PacDFR、PacANS、PacUFGT和PacMYBA的转录水平。本研究获得了6个PacJAZs基因,蛋白序列分析其均具有1个TIFY结构域和1个Jas结构域;分属于不同的JAZ组。PacJAZs的转录水平随果实发育而逐渐降低;其中PacJAZ1、PacJAZ3、PacJAZ6、PacJAZ7 和 PacJAZ10均受 MeJA 诱导表达。综上所述,不同色泽甜樱桃果实中花色苷合成关键酶基因对光信号的响应不同。光是决定甜樱桃黄色品种花色苷合成的关键因素,但不影响红色品种着色。另外,光信号通路中的关键转录因子PacHY5和PacPIF3可能通过与ABA和GA信号转导途径关键组分相互作用,协同调控花色苷生物合成相关转录因子和结构基因的表达,从而促进甜樱桃光介导的花色苷积累。此外,JA可以通过提高花色苷合成结构基因和调节基因的表达水平而促进'红灯'果实的着色。

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019

精品图书