一氧化氮对采后莲雾果实絮状绵软调控机制的研究

摘要

莲雾果实风味独特，营养丰富。由于莲雾果肉组织疏松、生命活动旺盛，采收后如不及时处理，短时间内果肉就会发生絮状绵软并伴有失水症状，食用品质急剧劣变并腐烂，失去商品价值。采后莲雾果实絮状绵软劣变现已成为限制莲雾果实市场集散和流通的瓶颈。本文利用illumina Hiseq2500平台，通过对一氧化氮(NO)处理采后莲雾果实的small RNA测序及相关生理指标关联分析，探讨NO对采后莲雾果实絮状绵软的调控机制。莲雾果实NO处理组及对照组在不同贮藏时间点(0d，2d，4d，8d，12d)的10个small RNA文库中，鉴定了314个已知的miRNA属于64个基因家族，预测了44个新miRNA。
　　NO对莲雾果实采后细胞壁代谢的研究表明:NO对多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)及纤维素酶(Cx)的mRNA表达均有影响，其中bna-miR167d和osa-miR167d在莲雾果实中出现较高表达且与靶基因PG的表达呈负相关。木质素单体代谢的苯丙烷代谢途径发现，NO处理可以抑制苯丙氨酸解氨酶、4香豆酸辅酶A连接酶、过氧化物酶的活性，影响C3H、C4H、C5H等从而调控植物次生细胞壁的代谢。
　　NO对莲雾果实采后能量代谢的研究表明:NO处理能使莲雾果实在贮藏期的能荷维持在较高的水平，酶学研究中发现NO处理能影响Ca2+-ATPase、H+-ATPase的活性，以维持线粒体正常生理功能。同时影响琥珀酸脱氢酶(SDH)和细胞色素氧化酶(CCO)的活性以调节三羧酸循环(TCA)和电子传递链。miR477、miR530、miR156、miR858的预测的靶基因能调控莲雾果实能量代谢相关基因。
　　NO对莲雾果实采后活性氧代谢的研究表明:NO处理能抑制莲雾果实在贮藏期活性氧的上升，酶学测定表明NO能提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。但没有发现靶基因为SOD、CAT等和活性氧相关基因的miRNA，miRNA可能通过影响非酶物质（类黄酮、谷胱甘肽等）的代谢来调控活性氧代谢，也可能通过调控相关的转录因子来影响莲雾果实采后活性氧代谢。
　　果实采后调控代谢生理十分复杂，miRNA可以通过调控转录因子调控相关基因的转录，10个small RNA库中有69个miRNA的靶基因被预测为转录因子。miRNA可以通过调控转录因子来影响相关基因的转录，而转录因子也能影响miRNA前体的转录从而影响miRNA的表达量，因此miRNA和转录因子及相应的mRNA形成了共调控网络，调控莲雾果实采后生理。
　　NO处理通过调控miRNA、mRNA、转录因子等调控莲雾果实的细胞壁代谢、能量代谢、活性氧代谢等延缓莲雾果实絮状绵软进程。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 莲雾的概述

1．1．1 果实的衰老

1．2 果实采后衰老的调控

1．2．1 低温处理

1．2．2 茉莉酸甲酯处理

1．2．3 水杨酸处理

1．2．4 NO对果蔬采后成熟衰老的影响

1．3 miRNA

1．3．1 miRNA的生物合成

1．3．2 miRNA与靶基因的作用方式

1．3．3 miRNA对果实成熟与衰老的影响

1．4 miRNA的研究方法

1．4．1 传统的miRNA的检测方法

1．4．2 NGS测序

1．4．3 miRNA生物信息学

1．5 本研究的背景、目的和意义

1．6 主要研究内容

第2章 NO处理对莲雾果实采后生理代谢的影响

2．1 材料与仪器

2．1．1 实验材料及处理

2．1．2 实验试剂

2．1．3 实验仪器和设备

2．2 实验内容和方法

2．2．1 莲雾果实绵软指数、失重率、硬度的测定

2．2．2 莲雾果实采后能量代谢

2．3．3 莲雾果实氧化代谢相关指标的测定

2．3 结果与分析

2．3．1 NO处理对莲雾采后生理品质的影响

2．3．2 NO处理对莲雾果实能量代谢的影响

2．3．3 NO处理对莲雾果实活性氧代谢的影响

2．4 小结

第3章 莲雾miRNA测序及分析

3．1 材料与仪器

3．1．1 实验材料及处理

3．1．2 实验试剂

3．1．3 实验仪器和设备

3．2 实验内容和方法

3．2．3 莲雾果实total RNA的提取

3．2．4 RNA检测

3．2．5 small RNA测序

3．3 结果与分析

3．3．2 测序数据的质量评估

3．3．3 莲雾果实small RNA分析

3．4 小结

第4章 基于RNA研究NO调控采后莲雾果实絮状绵软机制

4．1 材料与仪器

4．1．1 材料

4．1．2 试剂

4．2 实验内容与方法

4．2．1 转录组GO、KEGG分析

4．2．2 莲雾果实采后相关基因表达量的测定

4．3 结果与分析

4．3．1 NO处理对莲雾采后转录组影响分析

4．3．2 NO对莲雾果实细胞壁代谢相关基因表达量的影响

4．3．3 NO处理对能量代谢相关的基因表达量的影响

4．3．4 NO处理对莲雾果实活性氧代谢相关基因表达的影响

4．3．5 NO处理对莲雾果实转录因子相关基因表达的影响

4．4 小结

第5章 结论与展望

5．2 展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的学术论文