灵武长枣采后凹斑病发病规律与发病机理研究

摘要

灵武长枣是宁夏地方特色果品，目前全区总规模已超过20万亩，贮运保鲜一直是产业发展的瓶颈，枣自身酒化特殊的生理变化，使其成为世界性保鲜科技难题。保鲜贮藏的技术直接影响到枣农的增收，亟待推广应用产业保鲜新技术。
　　在对灵武长枣的保鲜技术进行研究时，发现冷库中贮藏的灵武长枣常常患“凹斑病”，严重时高达30％～40％，严重影响了灵武长枣的商品价值。初步认定低温贮藏过程中出现的凹斑症状为一种采后低温逆境生理代谢失调贮藏生理病害，但是病理、病因并不明朗。为了能够找到低温保鲜和凹斑病预防之间的平衡点，本课题组对于灵武长枣的凹斑病问题进行初步研究。我们主要研究了灵武长枣凹斑病的症状表现和生理特征，并对和低温逆境相关的苯丙氨酸解氨酶(PAL)在凹斑病发病过程中的活性变化情况进行了研究，同时还从转录组水平，分析研究了和灵武长枣凹斑病相关的代谢通路和GO terms。实验结论如下:
　　1、灵武长枣在低温预冷或贮藏后7-10天开始出现凹斑症状，发病部位和病斑大小不规律，形状为不规则半圆球形，病斑果肉组织类似海绵状褐变，但不腐烂，无酒糟味道。通过文献查阅，对灵武长枣进行了不同贮藏条件的处理，发现其发病率和贮藏温度相关，初步诊断为低温逆境类病害。
　　2、发病果组织中的锌含量低于健康果组织，钙、铁的含量则高于健康果;病果中多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶的活性，均高于健康果实，且差异显著;病斑部位果皮组织的微观结构相对于健康果皮而言，凹凸无序且不光滑，可见大面积均匀的龟裂带，而相对于健康果肉，病斑部位的果肉组织的微观结构分布略显杂乱，出现不同程度的褶皱，组织较松散，或严重破损，难以辨认。
　　3、苯丙氨酸解氨酶是一种与植物抗逆境相关的生物酶，根据研究结果推测PAL基因在凹斑病发生过程中的表达变化情况应为:在低温逆境中，表达量上升，果实出现凹斑症状，随着发病程度不断严重，果肉细胞整体活性下降，PAL表达量又趋于下降。
　　4、通过转录组GO item以及代谢通路的富集分析，发现灵武长枣凹斑病的发生与环境适应类的代谢途径相关;由于凹斑病的发生伴随着信号转导以及运输和分解代谢等代谢途径的相关基因的变化，所以猜想可以通过分子诊断技术的研发，来提前预测凹斑病的发生;同时折叠、排序和退化、翻译转化等代谢途径和灵武长枣凹斑病发生的相关性也很高，说明凹斑病的调控存在于转录水平上。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 枣及枣的贮藏特点

1．1．1 枣的营养价值

1．1．2 枣的贮藏特点

1．2 灵武长枣概述

1．2．1 灵武长枣的形态特征

1．2．2 灵武长枣的营养价值

1．2．3 灵武长枣的发展现状

1．3 枣的常见采后生理病害研究概况

1．3．1 酒化

1．3．2 病原菌侵染

1．3．3 冷害

1．4 果蔬采后分子生物学研究进展

1．4．1 果蔬采后成熟的分子机理

1．4．2 果蔬采后冷害发生的分子生物学研究

1．5 植物苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因的研究进展

1．6 研究背景、目的与内容

1．6．1 研究背景

1．6．2 研究目的

1．6．3 研究内容

1．6．4 技术路线

1．7 研究意义

2 材料与方法

2．1 实验材料及处理

2．2 实验仪器和试剂

2．2．1 供试仪器和设备

2．2．2 供试试剂

2．2．3 部分试剂的配制

2．3 实验方法

2．3．1 灵武长枣凹斑病症状分析

2．3．2 灵武长枣凹斑病发病诱导条件研究

2．3．3 灵武长枣凹斑病病果的矿物质元素比较分析

2．3．4 灵武长枣凹斑病病果的相关酶活代谢活性分析

2．3．5 灵武长枣全RNA的提取

2．3．6 灵武长枣cDNA第一链的制备

2．3．7 灵武长枣PAL基因序列获取

2．3．8 灵武长枣凹斑病的PAL基因半定量表达分析

2．3．9 灵武长枣凹斑病的PAL基因的qPCR分析

2．3．10 灵武长枣凹斑病的转录组学研究

3 结果与讨论

3．1 灵武长枣凹斑病发病的生理特点及发病率研究

3．1．1 灵武长枣凹斑病的表观症状

3．1．2 灵武长枣凹斑病病果的微观组织结构分析

3．1．3 灵武长枣凹斑病病果的矿物质元素比较分析

3．1．4 灵武长枣凹斑病病果的相关酶活代谢活性分析

3．1．5 灵武长枣凹斑病发病率与贮藏条件相关性的研究

3．2 灵武长枣凹斑病的PAL基因表达差异分析

3．2．1 灵武长枣全RNA的提取

3．2．2 灵武长枣PAL基因序列获取

3．2．3 灵武长枣凹斑病的PAL基因半定量表达分析

3．2．4 灵武长枣凹斑病的PAL基因的qPCR分析

3．3 灵武长枣凹斑病的转录组学研究

3．3．1 转录组测序与基因预测

3．3．2 灵武长枣凹斑病的转录组GO分析与代谢途径分析

3．3．3 灵武长枣凹斑病的转录组表达丰度差异分析

3．3．4 灵武长枣凹斑病转录组的富集分析

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读学位期间发表的论文

致谢