蘿卜肉質(zhì)直根形成膨大的生理生化、基因差異表達(dá)與甲基化變化研究.pdf

1、蘿卜(Raphanus sativus L.)是世界范圍內(nèi)廣泛栽培的蔬菜種類之一。其栽培歷史悠久，營養(yǎng)豐富，在我國蔬菜生產(chǎn)中占有十分重要的地位。蘿卜以其膨大的肉質(zhì)直根作為主要的食用器官。然而在生產(chǎn)上長期存在的一些諸如空心、畸形根等問題嚴(yán)重影響了肉質(zhì)根的產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。肉質(zhì)根的膨大是一個復(fù)雜的生理生化過程，涉及到形態(tài)建成、營養(yǎng)物質(zhì)積累和相關(guān)基因表達(dá)等一系列的問題。對其膨大過程中的相關(guān)生理生化、基因差異表達(dá)及DNA甲基化模式變化的研究將有

2、助于我們從分子水平上闡明蘿卜肉質(zhì)直根膨大的機(jī)理，為蘿卜的遺傳改良和品質(zhì)產(chǎn)量提高提供一定的理論依據(jù)。 本文首先以根冠比差異顯著的蘿卜品系為材料研究了肉質(zhì)直根膨大中的碳水化合物、蔗糖代謝相關(guān)酶的變化。結(jié)果表明，不同根冠比肉質(zhì)根的庫活性變化基本一致，“破肚”后一周內(nèi)達(dá)到最大；可溶性總糖、果糖、蔗糖含量初期下降，“破肚”期降至最低值，其中低根冠比品系‘NAU-LR-04’蔗糖含量一直高于其它高根冠比品系，而其果糖含量則相對較低。肉質(zhì)根中

3、蔗糖合酶的活性變化與肉質(zhì)根庫活性的變化趨勢基本一致，且低根冠比品系蔗糖合酶活性相對高于高根冠比品系，推測蔗糖合酶可能是調(diào)節(jié)肉質(zhì)根蔗糖水平、控制肉質(zhì)根庫活性的關(guān)鍵酶。 對‘NAU-LHZ-03’不同生育期的葉片及肉質(zhì)根的同工酶電泳研究發(fā)現(xiàn)，肉質(zhì)根中的SOD和EST的同工酶譜帶無論是強(qiáng)度還是數(shù)量均明顯多于葉片，不同生育期的葉片SOD同工酶較肉質(zhì)根均缺少了一條遷移率0.15的條帶，推測遷移率為0.15的肉質(zhì)根特有的SOD同工酶譜帶可能

4、與蘿卜肉質(zhì)根的膨大性狀相關(guān)。而α-淀粉酶在葉片和肉質(zhì)根中只具有相同的兩條譜帶，且整個生育期均是如此，說明淀粉酶同工酶在蘿卜葉片和根部組織的不同發(fā)育時期基本無差異性。 以‘NAU-YH-05’為材料使用了60對引物組合對其肉質(zhì)根進(jìn)行mRNA差異顯示的分析，發(fā)現(xiàn)不同生育期肉質(zhì)根基因表達(dá)樣式十分豐富。對部分差異條帶進(jìn)行了克隆測序，登陸GENEBANK對差異cDNA片斷的序列進(jìn)行核苷酸及氨基酸的同源性對比，其中一些片斷與擬南芥CIPK7

5、、擬南芥At3g23000基因、擬南芥SNF1相關(guān)蛋白激酶mRNA、栽培黃瓜RBL1 mRNA全序列、毛茛核糖體蛋白L14基因、胡蘿卜染色體基因組等均有86％-90％左右的同源性，還有部分片斷的同源性很低，可能為未知基因序列。使用21對引物對根冠比差異較大的蘿卜品系‘NAU-DY-02’、‘NAU-LMZ-03’的葉片及肉質(zhì)根進(jìn)行DNA甲基化模式的分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個品種肉質(zhì)根DNA甲基化程度均隨生育期的延長而升高，但是低根冠比的‘NAU