南瓜砧木對嫁接西瓜果實糖分積累的調(diào)控作用分析.pdf

1、西瓜（Citrullus lanatus）是一種世界性的園藝作物，具有重要的經(jīng)濟價值。嫁接是克服西瓜連作障礙的有效手段，在西瓜生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。南瓜（Cucurbita spp.）是西瓜嫁接最常用的砧木之一，但易導致嫁接西瓜果實品質(zhì)的劣變。我國南瓜種質(zhì)資源豐富，但缺乏對西瓜嫁接適用性的評價和利用，且其對嫁接西瓜果實品質(zhì)影響的機制尚不清楚。本課題對來自國家蔬菜種質(zhì)資源庫中期庫的85份南瓜種質(zhì)與西瓜的嫁接適用性進行了系統(tǒng)評價，在此基礎(chǔ)上從生

2、理和轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平，分析了南瓜砧木對嫁接西瓜果實成熟過程中糖分積累的影響及其可能的調(diào)控機制，獲得如下結(jié)果:
　　1.南瓜種質(zhì)資源的嫁接適用性評價。綜合南瓜種質(zhì)苗期下胚軸性狀、親和性和果實品質(zhì)等指標對85份來自國家蔬菜種質(zhì)資源庫中期庫的南瓜種質(zhì)進行了與西瓜的嫁接適用性評價，篩選出8份（L12、L22、L29、Y8、Y26、Y27、Y42和Y53）適宜作為西瓜砧木的南瓜種質(zhì)。
　　2.南瓜砧木對嫁接西瓜果實糖含量及組分的影響。嫁接

3、適用性評價中不同嫁接組合的糖含量相對于未嫁接西瓜的變化范圍為-2.80°Brix～1.77°Brix，其中9份種質(zhì)作為砧木嫁接后西瓜果實糖含量升高超過1.00°Brix，17份降低超過1.00°Brix。以2份嫁接后果實糖含量顯著降低（L6和L18）和2份顯著升高（L9和L29）的南瓜種質(zhì)為砧木，再次進行嫁接試驗，結(jié)果表明南瓜砧木對嫁接西瓜果實糖含量變化趨勢有穩(wěn)定影響。利用氣相色譜測定了L18和L29嫁接97103后西瓜果實成熟過程中(

4、10DAP、20 DAP和30 DAP)可溶性糖含量的變化，與未嫁接西瓜相比，L29作為砧木的嫁接西瓜果實中葡萄糖和果糖含量顯著升高，蔗糖顯著降低，總糖顯著升高;而L18為砧木的嫁接西瓜果實中葡萄糖和果糖含量無變化，蔗糖顯著降低，總糖顯著降低，表明南瓜砧木造成了嫁接西瓜果實中可溶糖組分的變化。
　　3.南瓜砧木對嫁接西瓜“源”和“庫”的影響及其與果實糖分積累的關(guān)系。對嫁接苗形態(tài)和生理指標的分析表明，L29作為砧木顯著提高了9710

5、3嫁接植株單個葉片的光合能力;L18作為砧木造成了嫁接西瓜果實發(fā)育后期葉片嚴重的光損傷，使其光合穩(wěn)定性降低，并且相對于L29作為砧木的嫁接西瓜顯著提高了果肉硬度以及邊緣果肉糖含量，說明南瓜砧木能夠通過調(diào)控嫁接西瓜葉片的光合能力以及果實中糖分的再分配來影響果實糖分的積累。
　　4.南瓜砧木對嫁接西瓜果實糖含量差異的轉(zhuǎn)錄調(diào)控分析。轉(zhuǎn)錄組分析表明，L18和L29作為砧木的嫁接西瓜與97103未嫁接西瓜相比在果實膨大末期(20 DAP)和

6、果實成熟期(30 DAP)共有4322個差異表達基因，2個嫁接組合之間共有2202個差異表達基因。通過GO分析發(fā)現(xiàn)，南瓜砧木能夠在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控嫁接西瓜果實碳水化合物的代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信號轉(zhuǎn)導和細胞構(gòu)成等生物過程，進一步分析發(fā)現(xiàn)，果實成熟期(30 DAP)，L29作為砧木的嫁接西瓜與未嫁接西瓜相比差異表達基因主要富集在糖代謝途徑，而L18作為砧木的嫁接西瓜與未嫁接西瓜的差異表達基因主要富集在糖轉(zhuǎn)運蛋白相關(guān)基因。通過對嫁接西瓜果實糖代謝途徑

7、和糖轉(zhuǎn)運蛋白的Pathway分析發(fā)現(xiàn)，果實成熟期(30 DAP)，L29作為砧木的嫁接西瓜果實中蔗糖合酶基因Cla009124和同向轉(zhuǎn)運蛋白基因（Cla010725和Cla011774）顯著下調(diào)表達，與其該時期蔗糖含量的顯著降低正相關(guān)。未嫁接西瓜中己糖激酶基因Cla008563在果實成熟期相對于果實膨大末期顯著上調(diào)表達，而在L29作為砧木的嫁接西瓜果實成熟期其顯著下調(diào)表達，與L29作為砧木的嫁接西瓜中果糖和葡萄糖含量顯著升高負相關(guān)。L1