‘暗柳’甜橙红色突变体性状形成的分子机理研究.docVIP专享

‘暗柳’甜橙红色突变体性状形成的分子机理讨论芽变在柑橘中常常发生。长期以来,芽变选种是柑橘育种的主要方法,但是人们对于芽变性状形成的分子机理仍知之甚少。利用现代分子生物学技术对芽变性状形成的机理进行讨论,将加深对芽变规律的认识:同时对提高芽变育种效率以及提高果实品质具有重要的指导作用。本讨论以‘暗柳’甜橙(Citrus sinensis[L.]Osbeck)的红肉突变体‘红暗柳’为讨论材料,以野生型作参照,分析了两者果实在发育过程中糖、酸、色素的变化规律和相关基因的表达,并采纳 SSH 结合 Microarray 技术分析了两者基因组表达的差异。主要讨论结果如下:1.完善了不同发育时期各类柑橘组织的 RNA 提取方法。该方法已成功从不同发育时期的柑橘有色层、白皮层、囊衣、汁胞、愈伤组织、茎、叶、花等组织中提取出高质量的 RNA。而且,将整个 RNA 提取时间缩短为 4 个小时。2.利用 HPLC 测定了不同发育时期‘红暗柳’与‘暗柳’果实有色层、白皮层、囊衣、汁胞中类胡萝卜素的组成与含量变化。结果表明突变体果实中白皮层、囊衣和汁胞呈红色是番茄红素大量累积所致,其番茄红素的含量比野生型相应组织高上千倍。但两者叶片中类胡萝卜素的种类没有差异。3.利用 Real-time PCR 测定‘红暗柳’与‘暗柳’果实有色层、白皮层、囊衣、汁胞中类胡萝卜素代谢途径关键酶基因的表达。结果发现‘红暗柳’汁胞中的番茄红素积累是由于类胡萝卜素代谢途径中上游基因的上调表达和下游基因的下调共同作用导致的。然而,‘红暗柳’果实囊衣和白皮层中类胡萝卜素代谢途径上的基因表达量与‘暗柳’相比几乎没有变化,仅下游的 Lcye 基因似乎受到累积的番茄红素的诱导而上调表达。这表明调控‘红暗柳’果实白皮层和囊衣中番茄红素积累的机制与调控汁胞中番茄红素积累的模式不相同,即在‘红暗柳’果实中至少存在两种模式调控番茄红素的积累。结合其它实验结果,本文提出如下假说:番茄红素首先在汁胞中大量合成,然后被运输到囊衣和白皮层中从而导致了番茄红素也在这两个部位的积累。4.采纳 GC 和 Real-time PCR 测定了‘红暗柳’与‘暗柳’果实有色层、白皮层、囊衣、汁胞中主要有机酸的含量以及代谢途径关键酶基因的表达。结果发现‘红暗柳’汁胞中的柠檬酸含量极低,仅为‘暗柳’的 1/11 到 1/4之间。而且‘红暗柳’汁胞中柠檬酸代谢上游和下游关键酶基因的表达均要高于‘暗柳’,但下游基因升高的幅度要大于上游基因升高的幅度。通过测定两者汁胞中...