‘靖安椪柑’果实发育阶段柠檬酸含量变化及其代谢相关基因的表达分析

摘要

【目的】明确‘靖安椪柑’果实发育过程中柠檬酸含量的变化规律及其与相关基因的表达关系。【方法】以‘靖安椪柑’发育阶段的果实为材料,采用高效液相色谱法(HPLC)测定了盛花后60~200 d果实有机酸含量变化,运用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)分析柠檬酸代谢相关基因相对表达量,同时分析有机酸含量变化与相关基因表达的关系。【结果】柠檬酸为‘靖安椪柑’果实主要有机酸,在果实中含量最高;在椪柑果实发育期间,柠檬酸含量呈现出先上升后下降的变化规律,奎宁酸、酒石酸和苹果酸含量呈递减的趋势,总有机酸和可滴定酸含量变化与柠檬酸含量变化一致;柠檬酸代谢相关基因表达及相关性分析结果显示,在发育期间,‘靖安椪柑’果实Cit CS1相对表达略有下降,Cit CS2和CitPEPC1相对表达先增加后减少,Cit PEPC2和Cit PEPC4的表达量在果实发育后期有所升高,这些柠檬酸合成基因表达均与柠檬酸含量无显著性相关;柠檬酸降解相关基因中,Cit PEPCKs、Cit Aco1和Cit FBPases相对表达整体呈缓慢下降的趋势,与柠檬酸含量无显著性相关,Cit Aco2/3和Cit ACLα1相对表达整体呈增长的趋势,Cit IDH1、Cit ACLα1和Cit ACLβ相对表达呈先下降后上升的趋势,Cit IDH2/3、Cit GADs和Cit GS2相对表达均呈先上升后下降的趋势,其中Cit Aco2/3和Cit ACLα1相对表达与柠檬酸含量呈显著负相关,Cit IDH1/2相对表达与柠檬酸含量呈极显著负相关。【结论】‘靖安椪柑’果实发育阶段有机酸含量主要由柠檬酸含量决定,随着果实发育成熟,柠檬酸和有机酸含量呈先升高后降低的变化,这种变化与柠檬酸合成相关基因表达无直接关联,主要受降解相关基因影响,尤其是Cit Aco2/3、Cit IDH1/2和Cit ACLα1的相对表达量的变化可能是调控‘靖安椪柑’发育阶段果实柠檬酸含量下降的主要原因之一。