李果实苹果酸转运体的克隆表达及其有机酸的关联性分析

摘要

有机酸是决定果实品质的重要因子，参与了果实风味、色泽、香气的形成，在果实中的组成、转运与积累机理是果实品质研究的重要课题。果实细胞中，苹果酸转运蛋白 tDT（ tonoplast dicarboxylate transporter）和苹果酸跨膜离子通道蛋白 ALMT（almuminum-activated malate transporter）基因家族介导胞质中苹果酸跨膜转运，对果实有机酸积累与降解机理研究具有重要意义。本研究通过‘皇冠李’、‘西瓜李’、‘黑琥珀’和‘葡萄李’等四个代表性品种，应用超高效液相色谱（UPLC）进行果实有机酸组分与含量的分析；通过同源克隆了一个液泡膜苹果酸转运蛋白tDT-like基因和两个苹果酸转运离子通道ALMT4-like、ALMT9-like基因，并应用实时荧光定量PCR技术检测tDT-like、ALMT4-like和 ALMT9-like基因在4个代表性品种中的5个发育阶段的基因表达水平，并通过 pearson相关分析和回归建模系统地分析了李果实细胞苹果酸跨膜转运基因与各有机酸组分的关联性，主要研究结果如下：　　1.李果实生长发育过程中pH变化呈V型变化，TA呈倒V型变化。黑琥珀、皇冠李、西瓜李的pH变化V型趋势明显，葡萄李变化较小。pH值大小顺序为：成熟期，葡萄李＞黑琥珀≈西瓜李＞皇冠李，完熟期，葡萄李＞黑琥珀＞皇冠李≈西瓜李；TA变化与pH相似，黑琥珀、皇冠李、西瓜李的T倒V趋势明显，葡萄李变化较小，成熟期和完熟期果实的总酸大小顺序为：西瓜李＞皇冠李＞黑琥珀＞葡萄李。高酸和低酸品种的差异主要表现为低酸品种酸降较快或时间较长，反之则酸降较慢或时间较短。　　2.苹果酸是李果实中主要的有机酸，占总酸含量的57％~84%，李属于典型的苹果酸型果实；其次是酒石酸，个别品种（如西瓜李）高达18%~36%；而果实中的柠檬酸、琥珀酸、草酸、乙酸、富马酸只以少量或微量存在。4个测试品成熟期果实苹果酸含量顺序为：皇冠李＞西瓜李≈黑琥珀＞葡萄李。　　3.苹果酸转运体基因对不同品种果实苹果酸的调控作用有所差异。tDT-like基因对高苹果酸含量品种（如皇冠李、西瓜李）果实酸的积累起到一定程度的正向调控作用，对低苹果酸含量品种（如葡萄李）的调控作用不明显。ALMT9-like基因对不同品种李果实苹果酸的积累均表现为负向调控作用。ALMT4-like基因对皇冠李、西瓜李、葡萄李的苹果酸积累起到起促进作用，但对黑琥珀的苹果酸积累起到负向调控作用。　　4.苹果酸转运体与有机酸组分的关联性分析结果显示，ALMT4-like基因与苹果酸、琥珀酸显著相关，ALMT9-like基因与苹果酸、柠檬酸显著相关，与草酸极显著相关。表明果实细胞中ALMT4-like和 ALMT9-like基因除转运苹果酸外，可能还参与琥珀酸、柠檬酸等组分的转运。

目录

声明

缩写词

第一章 引言

1果实中的有机酸

2果实中苹果酸的转运与积累

3本试验目的意义

4 技术路线

第二章 李果实有机酸组分及生长发育过程中的变化

1前言

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

第三章 李果实中液泡膜二羧酸转运体（tDT-like）的克隆与表达分析

1前言

2试验材料与方法

3结果与分析

4讨论

第四章 李果实苹果酸转运离子通道ALMT4-like与ALMT9-like的克隆与表达分析

1前言

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

第五章 李果实苹果酸转运体与有机酸代谢的关联性分析

1前言

2材料与方法

3结果与分析

4讨论

第六章 结论、创新及展望

1.结论

2.创新点

3.展望

参考文献

附录A 苹果酸转运体基因CDS序列

附录B 攻读硕士学位期间学术论文发表情况

致谢