柑桔类胡萝卜素积累的遗传差异和乙烯调控的分子生理基础

摘要

类胡萝卜素是柑桔成熟果实的呈色色素，提高果实类胡萝卜素含量既可增强果实保健功能又能改进果实色泽。本论文探讨了柑桔果实类胡萝卜素随种类品种不同差异甚大的原因以及乙烯调控的分子生理基础。
　　 根据Affymetrix柑桔基因芯片以及dbEST中有关信息，应用电子克隆技术获得了DXS基因家族和PSY基因家族3个成员。根据所得的序列，设计了成员特异的实时PCR引物。
　　 应用HPLC-PDA分析了18种不同种类柑桔类胡萝卜素含量和组分的差异，应用实时PCR体系分析了3个DXS基因家族成员和3个PSY基因家族成员在9种柑桔材料果皮和果肉中的表达。结果表明，DXS2和PSY1是果实中主要表达的基因家族成员，两者均与果皮和果肉类胡萝卜素含量存在总体上的正相关趋势，共同调控类胡萝卜素合成，但PSYl在普通脐橙等少数种类上并不是类胡萝卜素合成的限制因子。
　　 本论文还研究了采后乙烯和乙烯利处理桠柑果实对色泽发育和类胡萝卜素积累的影响。研究表明，两种处理均促进了果实色泽发育，达到脱绿的目的，具体表现为色度角(H°)明显下降，柑桔色泽指数(CCI)上升；贮藏期间两种处理都加快了叶绿素含量的下降和类胡萝卜素含量的增加。两种处理都促进了橘红色类胡萝卜素(β-胡萝卜素、β-隐黄质)的积累，同时降低了黄色类胡萝卜素(叶黄素，堇菜黄素，9-顺-堇菜黄素)的含量，胡萝卜素β环羟化酶基因(BCH)表达受到抑制，从而改变了不同颜色类胡萝卜素的组成比例。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

致谢

第一章 文献综述

1 植物类胡萝卜素生物合成途径

2 植物DXS及其基因家族

3 植物PSY及其基因家族

4 植物果实类胡萝卜素积累的遗传差异

4.1种和品种

4.2果实类胡萝卜素积累突变体

5 植物类胡萝卜素积累的化学调控

5.1乙烯

5.2其他

6 柑桔类胡萝卜素概况

6.1柑桔类胡萝卜素含量及组分分析

6.2柑桔积累类胡萝卜素突变体研究

6.3柑桔类胡萝卜素基因克隆及其表达研究

第二章 柑桔DXS、PSY家族成员的电子克隆

1 材料

2 方法

2.1 BLAST EST

2.2柑桔基因芯片

2.3同源性比对分析

2.4成员特异的实时PCR引物设计

2.5 RNA的提取与cDNA的合成

2.6 PCR扩增与产物电泳

2.7 PCR产物克隆与测序

3 结果

3.1三个DXS成员的分离

3.2三个PSY成员的分离

3.3三个DXS成员特异实时PCR引物的设计

3.4三个PSY成员特异实时PCR引物的设计

3.5实时PCR引物特异性验证

4 讨论

第三章 柑桔类胡萝卜素积累的差异和关键基因表达的关系研究

1 材料

2 方法

2.1果实色泽测定

2.2总类胡萝卜素含量测定

2.3类胡萝卜素成分的HPLC分析

2.4 RNA的提取及cDNA的合成

2.5实时定量PCR

3 结果与分析

3.1不同柑桔果实色泽差异

3.2不同柑桔品种果实类胡萝卜素含量差异

3.3不同柑桔主要类胡萝卜素成分及含量分析

3.4不同柑桔组织和品种间类胡萝卜素组分的多样性

3.5 PSY与DXS基因家族成员表达丰度分析

4 讨论

第四章 乙烯对椪柑果实采后色泽发育和类胡萝卜素积累的影响

1 材料与处理

1.1植物材料

1.2处理与取样

2 方法

2.1果实色泽的测定

2.2叶绿素和类胡萝卜素含量测定

2.3 HPLC分析

2.4 RNA的提取及cDNA的合成

2.5实时定量PCR

3 结果与分析

3.1乙烯和乙烯利处理对果实色泽的影响

3.2乙烯和乙烯利对果皮叶绿素和总类胡萝卜素含量的影响

3.3桠柑果实类胡萝卜素成分分析

3.4乙烯和乙烯利处理对果皮类胡萝卜素组分的影响

3.5乙烯和乙烯利处理对果皮BCH基因表达的影响

4 讨论

参考文献