番茄果實(shí)采后低溫傷害的代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析研究.pdf

1、番茄是一種重要經(jīng)濟(jì)作物，起源于熱帶，番茄果實(shí)對(duì)低溫非常敏感。目前，低溫貯藏仍然是最常用的果蔬保存手段，因此，探究番茄果實(shí)在低溫條件下的變化情況對(duì)于番茄采后儲(chǔ)藏具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本論文通過(guò)對(duì)番茄果實(shí)25℃常溫和4℃低溫冷害處理?xiàng)l件下7天、14天、21天、28天的轉(zhuǎn)錄組和代謝組分析，發(fā)現(xiàn)1369個(gè)基因在低溫下持續(xù)高表達(dá)，1735個(gè)基因持續(xù)低表達(dá)。通過(guò)對(duì)以上差異基因進(jìn)行基因本體學(xué)和KEGG功能富集分析，發(fā)現(xiàn)高表達(dá)基因與低表達(dá)基因

2、分別控制不同代謝通路，4℃低溫下低表達(dá)的基因在細(xì)胞壁相關(guān)，如細(xì)胞壁合成、植物細(xì)胞壁組分等條目中顯著富集，而在低溫下高表達(dá)基因在光合作用相關(guān)，如葉綠體、葉綠體基質(zhì)、類囊體、PSⅠ光合電子傳遞等條目中顯著富集。利用Mapman對(duì)所有差異表達(dá)基因進(jìn)行代謝總括分析，進(jìn)一步驗(yàn)證了上述結(jié)果。
　　進(jìn)一步構(gòu)建了番茄果實(shí)低溫冷害條件下物質(zhì)變化和基因表達(dá)的代謝關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。在糖類和有機(jī)酸代謝中，發(fā)現(xiàn)低溫可導(dǎo)致檸檬酸含量升高，而蘋果酸含量先上升，后下降。

3、4℃低溫下，葡萄糖含量先升高后降低，低溫處理末期含量再次升高。核糖與景天庚酮糖在低溫處理中期含量上升，與之合成相關(guān)的葉綠體轉(zhuǎn)酮醇酶、葉綠體核酮糖-磷酸-3-表異構(gòu)酶、核糖-5-磷酸-異構(gòu)酶2基因表達(dá)量均上調(diào)。脂肪酸代謝方面，4℃下番茄果實(shí)在貯存初期軟脂酸和硬脂酸含量均下降。低溫下細(xì)胞質(zhì)而非線粒體中飽和脂肪酸鏈延長(zhǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。氨基酸代謝方面，丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸在低溫處理初期時(shí)含量偏高，脯氨酸含量則相對(duì)降低。
　　對(duì)所有參與上述

4、代謝的基因進(jìn)行共表達(dá)分析，發(fā)現(xiàn)55個(gè)番茄基因中，44個(gè)基因可與至少另外一個(gè)基因存在顯著相關(guān)性。其中甘油酸脫氫酶、溶酶體-β-葡糖苷酶基因與另外7個(gè)基因相連。細(xì)胞質(zhì)飽和脂肪酸鏈延伸過(guò)程中涉及到的三個(gè)基因：3-?；鞍走€原酶、葉綠體生物素羧化酶1、丙二酰輔酶A-ACP轉(zhuǎn)酰酶之間有顯著相關(guān)性，三者可能存在基因間相互調(diào)控。隨機(jī)選取23個(gè)參與上述代謝的基因進(jìn)行表達(dá)量驗(yàn)證，22個(gè)基因表達(dá)模式與RNA-seq分析結(jié)果一致。
　　綜上，本研究鑒定