本文主要研究内容
作者翟锐（2019）在《芽变‘红早酥’梨的花青苷与类黄酮合成机理解析》一文中研究指出：梨是我国主栽果树之一,果实含有种类丰富的类黄酮类化合物。其中一些如花青苷类化合物是影响梨果实红色着色的关键色素,另一些其他水果不具备的特有类黄酮组分,如异鼠李素糖苷等化合物则具有潜在药用或保健价值的组分。‘红早酥’梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)是本研究所在的课题组于2004年发现的‘早酥’梨的富类黄酮芽变,在2013年通过了省级品种审定。前期研究表明,‘红早酥’梨除了花青苷合成与着色模式与‘早酥’差异较大外,其整个类黄酮代谢,特别是黄酮醇代谢支路也发生了显著的改变。因此,本研究主要以‘红早酥’梨为材料,研究了其果实类黄酮代谢的调控网络,鉴定出对突变性状有贡献的关键基因PbGA2ox8。主要研究结果如下:1.筛选出与梨果实类黄酮积累相关,可能参与调控类黄酮合成的4个R2R3型MYB转录因子:PbMYB10,PbMYB10b,PbMYB9和PbMYB3。PbMYB10和PbMYB10b,PbMYB9以及与PbMYB3的表达模式与多数类黄酮合成结构基因的表达模式具有较高的相关性,同时其在‘早酥’与‘红早酥’梨中的差异表达模式也与相关的类黄酮组分积累水平一致。由于PbMYB10功能已知,因此本研究下一步重点关注了PbMYB10b,PbMYB9和PbMYB3的功能。进一步的研究表明,PbMYB10b不仅正向调控梨果实中花青苷的合成,同时通过上调结构基因PbDFR的表达影响了原花青素的合成。同时PbMYB9不仅正向调控梨果实原花青素的合成,同时通过上调结构基因PbUFGT1表达影响了花青苷与黄酮醇类物质的合成,且PbMYB9的功能不能被其他基因完全互补,表明PbMYB9是梨类黄酮调控网络中的一个关键转录因子。2.维管束依赖型的花青苷积累与分布造成了‘红早酥’红色条纹果实与红色叶脉叶片,这是‘红早酥’区别于其他常见红色梨品种的重要突变性状本研究系统对比观察了‘红早酥’与‘早酥’花、叶和果等不同组织的着色模式。归纳总结出‘红早酥’区别于其他常见红色梨品种的特殊着色规律:除红色条纹状的果实外,‘红早酥’的其他器官如花器官,叶片以及幼芽等也同样具备红色外观,这些不同器官的红色着色模式具备一个共同点,即红色着色区域不均匀且与维管束的分布相一致;‘红早酥’果实着色模式的另一个特点在于其果点周围同样是红色富集的区域。3.通过对‘早酥’与‘红早酥’幼叶,成熟叶和幼果的差异转录组比较分析,鉴定出26个与红早酥突变性状高度相关的候选基因本研究选择了突变体‘红早酥’中具有维管束依赖型着色模式的三种典型组织(幼叶,成熟叶和幼果)与对应母株‘早酥’的相同器官为材料,通过对比分析其转录本的差异,获得了在表达水平上与该突变性状相关的26个候选基因。在这26个候选基因中,包含了一个依赖于HY5,由PAP(Production of anthocyanin pigment)类MYB转录因子,经由FLS和UFGT催化控制的较为完整的类黄酮合成调控网络,同时也筛选出了HY5下游光响应基因ELIP,矮化相关基因XND1,ABA调控气孔开闭过程相关的转运蛋白ABCG40以及与矮化,环境响应型花青苷积累和植物光形态建成密切相关的赤霉素氧化酶。这些结果首先明确了‘红早酥’中类黄酮合成的大部分调控途径,同时筛选出的其他基因为进一步发掘‘红早酥’其他突变性状提供了方向,最后为定位‘红早酥’一系列突变性状的突变位点,解析‘红早酥’最终的突变机理,在转录层面提供了一个较为清晰的范围。4.鉴定出与突变紧密连锁的相关基因PbGA2ox8,并在‘红早酥’PbGA2ox8启动子部分检测到去甲基化现象我们检测了之前筛选出的26个表达模式与突变相关的候选基因在‘红早酥’红色/绿色杂交后代中的表达,根据表达水平与突变性状(花青苷含量)的相关性,从中筛选出13个与突变性状连锁表达的基因。进一步根据这13个基因在基因组临近的SSR标记,我们发现其中只有相邻PbGA2ox8基因的SSR标记的分离模式与突变性状紧密连锁。本研究进一步利用Genome walking技术克隆了PbGA2ox8的启动子,相较于母株‘早酥’,其启动子区域也发生了明显的去甲基化现象,这符合该基因在红早酥各组织中的超表达现象。5.PbGA2ox8能够在钙离子富集的维管束区域正向调控梨果实和叶片中花青苷的合成,为研究PbGA2ox8是否能够诱导维管束依赖型的花青苷积累,本研究分别在‘早酥’梨幼果和幼叶中,利用瞬时转化技术超表达了PbGA2ox8。转化结果表明,PbGA2ox8能够在这两种组织中诱导花青苷的合成,同时在过表达PbGA2ox8的组织中也检测到花青苷正调控或合成基因PbMYB10,PbUFGT1和PbGSTF12的上调。特别在过表达PbGA2ox8的‘早酥’梨幼叶中,花青苷大量富集在维管束(叶脉)的周围,形成了维管束依赖型的红色着色类型。同时,当‘红早酥’果实中的钙信号被其拮抗剂氯化镧阻遏时,‘红早酥’梨果实不能正常积累花青苷,这表明‘红早酥’果实中花青苷合成积累过程依赖于钙信号。同时在过表达PbGA2ox8的‘早酥’梨幼叶中,当钙信号被氯化镧阻遏时,同样不能形成维管束依赖型的花青苷积累模式。这些结果表明,PbGA2ox8诱导的花青苷积累主要发生在钙元素富集的区域并最终在果实表面形成了和维管束对应的纵向条纹。
Abstract
li shi wo guo zhu zai guo shu zhi yi ,guo shi han you chong lei feng fu de lei huang tong lei hua ge wu 。ji zhong yi xie ru hua qing gan lei hua ge wu shi ying xiang li guo shi gong se zhao se de guan jian se su ,ling yi xie ji ta shui guo bu ju bei de te you lei huang tong zu fen ,ru yi shu li su tang gan deng hua ge wu ze ju you qian zai yao yong huo bao jian jia zhi de zu fen 。‘gong zao su ’li (Pyrus bretschneideri Rehd.)shi ben yan jiu suo zai de ke ti zu yu 2004nian fa xian de ‘zao su ’li de fu lei huang tong ya bian ,zai 2013nian tong guo le sheng ji pin chong shen ding 。qian ji yan jiu biao ming ,‘gong zao su ’li chu le hua qing gan ge cheng yu zhao se mo shi yu ‘zao su ’cha yi jiao da wai ,ji zheng ge lei huang tong dai xie ,te bie shi huang tong chun dai xie zhi lu ye fa sheng le xian zhe de gai bian 。yin ci ,ben yan jiu zhu yao yi ‘gong zao su ’li wei cai liao ,yan jiu le ji guo shi lei huang tong dai xie de diao kong wang lao ,jian ding chu dui tu bian xing zhuang you gong suo de guan jian ji yin PbGA2ox8。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :1.shai shua chu yu li guo shi lei huang tong ji lei xiang guan ,ke neng can yu diao kong lei huang tong ge cheng de 4ge R2R3xing MYBzhuai lu yin zi :PbMYB10,PbMYB10b,PbMYB9he PbMYB3。PbMYB10he PbMYB10b,PbMYB9yi ji yu PbMYB3de biao da mo shi yu duo shu lei huang tong ge cheng jie gou ji yin de biao da mo shi ju you jiao gao de xiang guan xing ,tong shi ji zai ‘zao su ’yu ‘gong zao su ’li zhong de cha yi biao da mo shi ye yu xiang guan de lei huang tong zu fen ji lei shui ping yi zhi 。you yu PbMYB10gong neng yi zhi ,yin ci ben yan jiu xia yi bu chong dian guan zhu le PbMYB10b,PbMYB9he PbMYB3de gong neng 。jin yi bu de yan jiu biao ming ,PbMYB10bbu jin zheng xiang diao kong li guo shi zhong hua qing gan de ge cheng ,tong shi tong guo shang diao jie gou ji yin PbDFRde biao da ying xiang le yuan hua qing su de ge cheng 。tong shi PbMYB9bu jin zheng xiang diao kong li guo shi yuan hua qing su de ge cheng ,tong shi tong guo shang diao jie gou ji yin PbUFGT1biao da ying xiang le hua qing gan yu huang tong chun lei wu zhi de ge cheng ,ju PbMYB9de gong neng bu neng bei ji ta ji yin wan quan hu bu ,biao ming PbMYB9shi li lei huang tong diao kong wang lao zhong de yi ge guan jian zhuai lu yin zi 。2.wei guan shu yi lai xing de hua qing gan ji lei yu fen bu zao cheng le ‘gong zao su ’gong se tiao wen guo shi yu gong se xie mai xie pian ,zhe shi ‘gong zao su ’ou bie yu ji ta chang jian gong se li pin chong de chong yao tu bian xing zhuang ben yan jiu ji tong dui bi guan cha le ‘gong zao su ’yu ‘zao su ’hua 、xie he guo deng bu tong zu zhi de zhao se mo shi 。gui na zong jie chu ‘gong zao su ’ou bie yu ji ta chang jian gong se li pin chong de te shu zhao se gui lv :chu gong se tiao wen zhuang de guo shi wai ,‘gong zao su ’de ji ta qi guan ru hua qi guan ,xie pian yi ji you ya deng ye tong yang ju bei gong se wai guan ,zhe xie bu tong qi guan de gong se zhao se mo shi ju bei yi ge gong tong dian ,ji gong se zhao se ou yu bu jun yun ju yu wei guan shu de fen bu xiang yi zhi ;‘gong zao su ’guo shi zhao se mo shi de ling yi ge te dian zai yu ji guo dian zhou wei tong yang shi gong se fu ji de ou yu 。3.tong guo dui ‘zao su ’yu ‘gong zao su ’you xie ,cheng shou xie he you guo de cha yi zhuai lu zu bi jiao fen xi ,jian ding chu 26ge yu gong zao su tu bian xing zhuang gao du xiang guan de hou shua ji yin ben yan jiu shua ze le tu bian ti ‘gong zao su ’zhong ju you wei guan shu yi lai xing zhao se mo shi de san chong dian xing zu zhi (you xie ,cheng shou xie he you guo )yu dui ying mu zhu ‘zao su ’de xiang tong qi guan wei cai liao ,tong guo dui bi fen xi ji zhuai lu ben de cha yi ,huo de le zai biao da shui ping shang yu gai tu bian xing zhuang xiang guan de 26ge hou shua ji yin 。zai zhe 26ge hou shua ji yin zhong ,bao han le yi ge yi lai yu HY5,you PAP(Production of anthocyanin pigment)lei MYBzhuai lu yin zi ,jing you FLShe UFGTcui hua kong zhi de jiao wei wan zheng de lei huang tong ge cheng diao kong wang lao ,tong shi ye shai shua chu le HY5xia you guang xiang ying ji yin ELIP,ai hua xiang guan ji yin XND1,ABAdiao kong qi kong kai bi guo cheng xiang guan de zhuai yun dan bai ABCG40yi ji yu ai hua ,huan jing xiang ying xing hua qing gan ji lei he zhi wu guang xing tai jian cheng mi qie xiang guan de chi mei su yang hua mei 。zhe xie jie guo shou xian ming que le ‘gong zao su ’zhong lei huang tong ge cheng de da bu fen diao kong tu jing ,tong shi shai shua chu de ji ta ji yin wei jin yi bu fa jue ‘gong zao su ’ji ta tu bian xing zhuang di gong le fang xiang ,zui hou wei ding wei ‘gong zao su ’yi ji lie tu bian xing zhuang de tu bian wei dian ,jie xi ‘gong zao su ’zui zhong de tu bian ji li ,zai zhuai lu ceng mian di gong le yi ge jiao wei qing xi de fan wei 。4.jian ding chu yu tu bian jin mi lian suo de xiang guan ji yin PbGA2ox8,bing zai ‘gong zao su ’PbGA2ox8qi dong zi bu fen jian ce dao qu jia ji hua xian xiang wo men jian ce le zhi qian shai shua chu de 26ge biao da mo shi yu tu bian xiang guan de hou shua ji yin zai ‘gong zao su ’gong se /lu se za jiao hou dai zhong de biao da ,gen ju biao da shui ping yu tu bian xing zhuang (hua qing gan han liang )de xiang guan xing ,cong zhong shai shua chu 13ge yu tu bian xing zhuang lian suo biao da de ji yin 。jin yi bu gen ju zhe 13ge ji yin zai ji yin zu lin jin de SSRbiao ji ,wo men fa xian ji zhong zhi you xiang lin PbGA2ox8ji yin de SSRbiao ji de fen li mo shi yu tu bian xing zhuang jin mi lian suo 。ben yan jiu jin yi bu li yong Genome walkingji shu ke long le PbGA2ox8de qi dong zi ,xiang jiao yu mu zhu ‘zao su ’,ji qi dong zi ou yu ye fa sheng le ming xian de qu jia ji hua xian xiang ,zhe fu ge gai ji yin zai gong zao su ge zu zhi zhong de chao biao da xian xiang 。5.PbGA2ox8neng gou zai gai li zi fu ji de wei guan shu ou yu zheng xiang diao kong li guo shi he xie pian zhong hua qing gan de ge cheng ,wei yan jiu PbGA2ox8shi fou neng gou you dao wei guan shu yi lai xing de hua qing gan ji lei ,ben yan jiu fen bie zai ‘zao su ’li you guo he you xie zhong ,li yong shun shi zhuai hua ji shu chao biao da le PbGA2ox8。zhuai hua jie guo biao ming ,PbGA2ox8neng gou zai zhe liang chong zu zhi zhong you dao hua qing gan de ge cheng ,tong shi zai guo biao da PbGA2ox8de zu zhi zhong ye jian ce dao hua qing gan zheng diao kong huo ge cheng ji yin PbMYB10,PbUFGT1he PbGSTF12de shang diao 。te bie zai guo biao da PbGA2ox8de ‘zao su ’li you xie zhong ,hua qing gan da liang fu ji zai wei guan shu (xie mai )de zhou wei ,xing cheng le wei guan shu yi lai xing de gong se zhao se lei xing 。tong shi ,dang ‘gong zao su ’guo shi zhong de gai xin hao bei ji jie kang ji lv hua lan zu e shi ,‘gong zao su ’li guo shi bu neng zheng chang ji lei hua qing gan ,zhe biao ming ‘gong zao su ’guo shi zhong hua qing gan ge cheng ji lei guo cheng yi lai yu gai xin hao 。tong shi zai guo biao da PbGA2ox8de ‘zao su ’li you xie zhong ,dang gai xin hao bei lv hua lan zu e shi ,tong yang bu neng xing cheng wei guan shu yi lai xing de hua qing gan ji lei mo shi 。zhe xie jie guo biao ming ,PbGA2ox8you dao de hua qing gan ji lei zhu yao fa sheng zai gai yuan su fu ji de ou yu bing zui zhong zai guo shi biao mian xing cheng le he wei guan shu dui ying de zong xiang tiao wen 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西北农林科技大学的翟锐，发表于刊物西北农林科技大学2019-07-11论文，是一篇关于类黄酮论文,转录因子论文,芽变机理论文,维管束论文,西北农林科技大学2019-07-11论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西北农林科技大学2019-07-11论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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