砂梨果實山梨醇積累特點與關(guān)鍵基因分析.pdf

1、山梨醇是梨果實重要品質(zhì)組分之一，有報道表明果實水心?。╳atercore）與山梨醇含量或轉(zhuǎn)運異常有密切聯(lián)系。本研究以早熟砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)新品種‘翠玉’和主栽品種‘翠冠’為試材，在分析了果實套袋、大棚促成栽培等措施，以及采后貯藏條件下果實山梨醇及其它可溶性糖含量變化的基礎(chǔ)上，重點從全基因組水平研究了山梨醇脫氫酶(SDH)與山梨醇轉(zhuǎn)運蛋白(SOT)基因家族成員結(jié)構(gòu)特點及在果實糖分積累中的作用。應(yīng)用RNA-S

2、eq技術(shù)對水心病感病品種‘中梨4號’果實水心病組織與非水心病組織的相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄差異進行了對比分析。主要結(jié)果如下:
　　1.山梨醇占‘翠冠’和‘翠玉’梨幼果果實可溶性糖的50％以上，在成熟果實中占30％以上。套黑色雙層紙袋處理顯著降低了‘翠冠’梨果實的山梨醇含量，但對“翠玉”梨無明顯影響。套黑色無紡布袋處理增加了兩品種果實的山梨醇含量，葡萄糖和果糖也有所增加，蔗糖含量則顯著下降。套白色無紡布袋處理對‘翠冠’梨山梨醇含量無明顯影響，但

3、顯著降低了‘翠玉’梨的山梨醇含量。大棚栽培內(nèi)果實葡萄糖、果糖含量在發(fā)育期間始終高于露地對照，峰值出現(xiàn)時間無差異，但山梨醇積累峰值出現(xiàn)延后現(xiàn)象。25℃貯藏期間兩品種果實的葡萄糖和果糖含量快速上升，山梨醇含量快速下降，但蔗糖含量在‘翠冠’中呈下降趨勢，在‘翠玉’中呈上升趨勢。4℃貯藏期間兩品種葡萄糖和果糖含量都呈持續(xù)上升趨勢，蔗糖含量呈緩慢下降趨勢，山梨醇含量無明顯變化。綜合考慮其它品質(zhì)指標后建議在‘翠冠’和‘翠玉’梨生產(chǎn)上分別使用白色無紡

4、布袋和黑色無紡布袋;‘翠冠’與‘翠玉’梨果實的最長貯藏期分別為30d和50 d左右。
　　2.從‘翠玉’梨果實中共鑒定出14個PpySDH成員和22個PpySOT家族成員，其中有6個PpySDH成員(PpySDH，PpySDH，PpySDH8，PpySDH12，PpySDH13和PpySDH14)的表達豐度之和占SDH基因總表達量的96％以上，有10個PpySOT成員(PpySOT、PpySOT、PpySOT、PpySOT8、Pp

5、ySOT10、PpySOT25、PpySOT26、PpySOT28、PpySOT32和PpySOT33）的表達量之和占SOT基因總表達量的92％。PpySDH成員在功能葉的葉柄表達最強，在成熟果實中起主要作用的是PpySDH2、PpySDH4和PpySDH14?！涔凇麑嵵蠵pySDHs相對表達豐度顯著高于‘翠玉’，推測是形成兩品種果實可溶性糖組分含量與比例差異的重要原因。PpySOT8在所有組織和器官中都有不同程度表達，PpySOT

6、26僅在幼葉中有一定表達。在果實發(fā)育期間PpySOT2、PpySOT8、PpySOT10/28和PpySOT33相對表達豐度與果實山梨醇積累呈現(xiàn)良好相關(guān)性。4℃貯藏期間果實山梨醇含量趨于下降，與PpySOT、PpySOT4、PpySOT8、PpySOT25、PpySOT32和PpySOT33等6個成員表達上調(diào)相關(guān)。
　　3.‘中梨4號’果實于盛花后第100 d時開始出現(xiàn)水心病發(fā)病癥狀，GA3+7處理果實在盛花后第75 d即出現(xiàn)發(fā)病

7、癥狀。發(fā)病果實健康部位的山梨醇含量無明顯差異，蔗糖含量高于發(fā)病部位，葡萄糖和果糖含量低于發(fā)病部位。RNA-Seq測序結(jié)果表明全部PpySOT基因家族成員在水心病健康部位與發(fā)病部位的相對表達豐度無差異，有3個PpySDH基因家族成員的表達活性在發(fā)病部位受到顯著抑制。在水心病健康部位和發(fā)病部位間共有1，016條差異表達基因，其中有848條上調(diào)表達、168條下調(diào)表達;GA處理后的健康部位和發(fā)病部位間共有934條差異表達基因，其中828條上調(diào)表