基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)的草莓色澤劣變相關(guān)基因的研究.pdf

1、在采后貯藏過程中，草莓果實(shí)會發(fā)生色澤變暗的現(xiàn)象。果實(shí)的色澤劣變不僅會影響人們的感官可接受度，還會嚴(yán)重?fù)p害果實(shí)的貯藏品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，高溫(35℃)貯藏加速草莓果實(shí)的色澤劣變。為深入探究高溫處理促進(jìn)草莓色澤劣變的作用機(jī)制，本研究利用RNA-seq技術(shù)對25℃貯藏7天及35℃貯藏7天的草莓果實(shí)進(jìn)行高通量測序，在分析兩種不同溫度處理下草莓果實(shí)中與色澤相關(guān)的差異表達(dá)基因的基礎(chǔ)上，篩選差異顯著基因并進(jìn)行初步的功能分析，初步探討高溫條件下

2、草莓色澤劣變的分子機(jī)制，為尋找控制采后果實(shí)色澤劣變的方法提供理論支持。本研究的主要研究結(jié)果如下:
　　1.高溫貯藏條件下草莓色澤相關(guān)轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
　　25℃及35℃條件下貯藏7天的草莓果實(shí)共有19573個共表達(dá)基因、1134個25℃貯藏果實(shí)的特異表達(dá)基因、754個35℃貯藏果實(shí)的特異表達(dá)基因。差異表達(dá)基因的層次聚類分析表明，高溫處理顯著影響草莓果實(shí)不同基因的表達(dá)情況。對色澤劣變相關(guān)的差異表達(dá)基因進(jìn)行分析，共篩選到與花色素苷合

3、成相關(guān)的11個結(jié)構(gòu)基因（PAL、CHS、LDOX、UAGT等）、9個轉(zhuǎn)錄因子(MYB、bHLH及WKRY)以及與花色素苷轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的7個轉(zhuǎn)運(yùn)基因(MATE、GST)。同時，分析到15個酚類物質(zhì)代謝相關(guān)酶基因(PPO、POD、Laccase、SOD、GRX、UF3GT)。其中，花色素苷合成途徑中的結(jié)構(gòu)基因均表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)了花色素苷在高溫條件下的積累，由此認(rèn)為，花色素苷的過量積累與高溫條件下草莓果實(shí)的色澤劣變密切相關(guān)。利用qPCR驗(yàn)證與果實(shí)色

4、澤劣變相關(guān)的顯著性差異基因，其結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)相符。
　　2.UF3GT3的分離與生物信息學(xué)分析
　　分離到的UF3GT3基因的CDS全長及DNA全長均為1437bp，即該基因的編碼區(qū)不存在內(nèi)含子間隔序列?；蛲葱员葘Πl(fā)現(xiàn)，UF3G T3與草莓中FaGT3基因同源性較高，推測其可能作用于黃酮類化合物并在果實(shí)的成熟衰老中扮演一定的作用。分析UF3GT3的蛋白特性表明，該蛋白共編碼478個氨基酸，分子量大小約為52.86kD，

5、其結(jié)構(gòu)中存在大量的α螺旋和無規(guī)卷曲，水溶性一般且蛋白穩(wěn)定性較差。同時，該基因序列還含有5個保守結(jié)構(gòu)域。分析UF3GT3的啟動子序列表明，該區(qū)域含有較多的核心啟動子元件TATA-box、增強(qiáng)子元件CAAT-box，還有一些光響應(yīng)元件及低溫響應(yīng)元件。
　　3.利用過表達(dá)及沉默技術(shù)初步分析UF3GT3基因的功能
　　分別使用pRI101-An-EGFP與pK7GWIWG2D(Ⅱ)成功構(gòu)建了UF3GT3的pRI-OeUF3GT3過表

6、達(dá)載體與pK7-UF3GT3i干擾載體。瞬時轉(zhuǎn)化采后大綠果時期的草莓果實(shí)后，在全紅的果實(shí)中觀察到了明亮的綠色熒光，而對照果實(shí)則觀察不到綠色熒光，表明農(nóng)桿菌瞬時轉(zhuǎn)染成功。經(jīng)qPCR驗(yàn)證，UF3GT3在基因干擾與過表達(dá)的草莓果實(shí)中分別下調(diào)表達(dá)52％及上調(diào)表達(dá)4.32倍，表明基因過表達(dá)與干擾成功。UF3GT3基因過表達(dá)與沉默的草莓果實(shí)增加與減少總黃酮、總酚的含量均高于15％，而花色素苷的變化量低于5％，說明提高UF3G T3基因的表達(dá)能夠促進(jìn)