收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

‘国光’苹果红色芽变果实着色分子机理初步研究

徐玉亭  
【摘要】:苹果(Malus domestica Borkh)是世界上最主要的鲜食果品之一,其果实色泽是重要的外观品质,直接决定其商品价值。‘国光’是20世纪80年代中国北方广泛种植的苹果品种之一,具有晚熟、酸甜适口及抗逆性强等特点,近年来再次受到消费者的青睐,但着色差一直是限制其发展的重要因素。2005年课题组在山东省五莲县发现了一株‘国光’的红色突变,其突出的特点是比国光着色早,着色好,成熟时果面片红。果皮的红色主要由花青苷类物质的含量和成分决定的,花青苷是由一系列的酶促反应生成的次生代谢物。前人以‘国光’为对照,从生理层面上对红色芽变花青苷积累及合成途径关键酶的活性进行了研究。本文在此基础上,比较了两试材中花青苷合成相关结构基因、调节基因的表达水平以及三个调节基因的编码区,找出了引发红色突变的关键基因;并通过对关键基因MdMYB1基因组和上、下游调控序列的扩增和比对,以及MdMYB1启动子区域的甲基化状态的比较,阐明了MdMYB1表达量差异的原因。主要研究结果如下: 1.果实发育后期正常光照条件下的果实MdCHS、MdF3H、和MdUFGT表达量逐渐上升,采收前达到最大值;MdCHI、MdDFR1及MdLDOX的表达量亦逐渐上升,但在采收前略有下降;套袋处理(盛花后30天套袋,采收前30天除袋)的果实除袋前花青苷合成结构基因表达量均很低,除袋后迅速上升;与正常光照条件下的果实相比,套袋处理明显提高了MdDFR1, MdLDOX及MdUFGT的表达水平,但两不同光照处理MdCHS, MdCHI和MdF3H的表达差异不大。两种试材相对比,不同光照处理下红色芽变6个结构基因表达水平均不同程度地高于‘国光’,且位于合成途径下游的结构基因表达量差异更加明显。类黄酮合成另两条分支途径中,黄酮醇合成酶基因MdFLS的表达水平明显低于‘国光’,而单宁生物合成途径中无色花色素还原酶基因MdLAR1和MdANR的表达量在两种试材中差异不明显,仅个别阶段芽变表达量略低。 2.根据MdMYB1, MdbHLH3及MdbHLH33的cDNA序列设计特异引物,分别从‘国光’及其红色芽变中克隆出以上三个花青苷合成调节基因的编码区并进行测序比对。结果表明两种试材中MdMYB1和MdbHLH3两种调节基因的编码序列完全一致,编码结构相同的蛋白质;MdbHLH33蛋白的结构略有差异:氨基酸序列中第304位的氨基酸不同,‘国光’为甲硫氨酸(Met),而芽变中为苏氨酸(Thr)。 3.正常光照条件下,MdMYB1的表达量随着果实成熟逐渐升高,后期达到最大值并略微呈现下降趋势;套袋处理果实除袋前MdMYB1表达量很低,除袋后迅速上升。与正常光照条件下的果实相比,套袋处理明显提高了MdMYB1的表达水平。两种试材相对比,不同光照处理下芽变MdMYB1的表达量均明显高于‘国光’。MdbHLH3的表达与花青苷积累相关性不明显,MdbHLH33的表达与MdMYB1显著相关;两试材MdbHLH3和MdbHLH33的表达量无明显差异。 4.对‘国光’及其芽变MdMYB1基因组及上、下游序列进行克隆比对,琼脂糖凝胶电泳检测显示对应序列的长度无差异,说明芽变MdMYB1内含子及上、下游调节序列中无基因片段如反转录转座子等插入或缺失;对基因片段进行测序比对,也未发现两种试材中有明显差异,说明芽变MdMYB1未发生DNA水平上的变化。对两种试材MdMYB1启动子区甲基化水平进行比较,发现红色芽变-965~-416区域甲基化水平明显低于‘国光’。 综上所述,红色芽变中花青苷合成结构基因表达水平协同上调;MdMYB1表达量的升高是引起结构基因上调的关键原因;MdMYB1启动子区甲基化水平的降低是其表达上升的根本原因。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 山东农学院园林系果树教研组;对提高苹果芽变选种工作的几点认识[J];落叶果树;1974年03期
2 李俊才;隋洪涛;王家珍;刘成;许英武;闫忠业;孙丽梅;蔡忠民;沙守峰;伊凯;;梨芽变新品种—尖把王梨的选育[J];果树学报;2006年06期
3 廖明安;张志鹏;任雅君;邓国涛;程帅;李健;吕秀兰;王永清;汪志辉;周廷国;;优质高产梨新品种‘川花梨’[J];园艺学报;2010年06期
4 高正辉;潘海发;徐义流;张昂;束冰;;‘砀山酥梨’芽变‘97-05-9’的RAPD分析[J];中国农学通报;2010年18期
5 李怀玉;;芽变与饰变[J];新农业;1978年09期
6 王庆斌;~(60)Co-γ射线诱发苹果枝条幼芽变异的研究初报[J];贵州农业科学;1994年01期
7 吕宝殿,崇有道;青州红富士苹果短枝型芽变选育初报[J];落叶果树;1994年03期
8 徐西汉,李玉香,李升阶;金冠苹果短枝型芽变新品系─—新短金[J];落叶果树;1995年04期
9 徐西汉;金冠苹果短枝型芽变新品系──新短金[J];北京农业;1996年06期
10 向红翠,石元贵,彭振亚;少子椪柑选育研究初报[J];湖南农业科学;1996年06期
11 张凯斌,刘凤君,吴禄平;花盖梨大果芽变新品种——花盖王[J];新农业;2003年04期
12 焦连成;陈永杰;徐建兵;贾强生;梁明珠;徐天明;;优质极早熟鲜食桃新品种——临桃一号的选育[J];果树学报;2007年01期
13 刘韬;吴瑞东;;杂柑类新品种——建阳橘柚的选育[J];果树学报;2007年02期
14 李学强;李秀珍;张国海;;巨峰葡萄早熟性芽变98-2的孢粉学及同工酶研究[J];果树学报;2008年06期
15 许淼;蒋迎春;孙中海;吴黎明;仝铸;王志静;何利刚;;鄂柑一号椪柑少核芽变的AFLP分析[J];湖北农业科学;2011年17期
16 ;关于玫瑰香葡萄芽变调查研究初报[J];中外葡萄与葡萄酒;1980年02期
17 宗荣林;;月季芽变育种[J];中国花卉盆景;1996年04期
18 李汝刚;;分子标记在苹果品种鉴定中的应用[J];生物技术通报;1997年01期
19 Guy ligonniere;欧洲苹果新品种[J];北方果树;1998年05期
20 张国海,史国安,林芳立,张益民;极早熟葡萄新品种‘90-1’[J];园艺学报;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 冯家勋;段承杰;梁莹;赵昕梅;蔡恒;蓝乐夫;马庆生;唐纪良;;植物病原细菌致病分子机理的研究[A];广西微生物学会2003年学术年会论文集[C];2003年
2 张集文;武晓智;涂巨民;潘刚;;γ-射线诱发水稻苯达松敏感突变的分子机理[A];中国核学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 张文会;张辉;吕山花;郭尚敬;刘立科;;UV-B辐射增强对植物影响机制的研究进展[A];第五届中国青年生态学工作者学术研讨会论文集[C];2008年
4 洪芬芳;贺长生;杨树龙;;NO供体V-PYRRO/NO抑制大鼠肝脏缺血再灌注损伤早期LTC_4合成的分子机理[A];2008年神经内分泌暨神经免疫内分泌学术研讨会论文摘要汇编[C];2008年
5 吴秀山;;利用果蝇模型研究人类心脏早期发育的分子机理[A];第六届动物遗传学讨论会论文集[C];2002年
6 王革娇;樊昊心;蔡林;熊金波;王文明;;微生物砷抗性分子机理和山西砷污染地下水环境抗砷微生物种群研究[A];第十次全国环境微生物学术研讨会论文摘要集[C];2007年
7 董平轩;万斌;郭良宏;;碳纳米管对小鼠巨噬细胞的体外免疫毒性效应分析[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
8 乐志操;周桂炫;林翔;颜志鹏;蔡林燕;;应用毛发及羽毛系统阐述化疗药物杀伤正常组织的分子机理及应对方案[A];第二届模式生物与人类健康研讨会会议论文集[C];2012年
9 韩宝;冯永庆;秦岭;;板栗短雄花序发育期内源激素变化研究[A];庆祝中国园艺学会创建80周年暨第11次全国会员代表大会论文摘要集[C];2009年
10 程祝宽;;植物同源染色体重组的分子机理[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 廖明安;金花梨芽变单系筛选及分子生物学鉴定研究[D];西南农业大学;2003年
2 邵伟娟;胰岛素对小鼠早期胚胎发育的程序化影响及相关分子机理的研究[D];南京农业大学;2007年
3 张蔚;与表皮毛发育相关的MYB家族基因对转基因烟草花色的影响[D];华中农业大学;2009年
4 高建杰;苹果两个MYB转录因子基因的克隆与功能分析[D];南京农业大学;2011年
5 赵桂玲;苹果基因组中Tyl-copia反转录转座子的分离鉴定及S-SAP标记体系的建立[D];沈阳农业大学;2008年
6 牛姗姗;MYB对杨梅果实花青素苷合成的调控及其机制[D];浙江大学;2011年
7 李晓薇;大豆两个MYB转录因子基因的克隆及其功能分析[D];吉林大学;2011年
8 刘勇;肺癌染色体和DNA甲基化异常改变及其诊断价值的研究[D];第三军医大学;2002年
9 王章奎;普通小麦杂交种与亲本间根系基因表达差异与杂种优势分子机理[D];中国农业大学;2004年
10 刘庆;‘暗柳’甜橙红色突变体性状形成的分子机理研究[D];华中农业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐玉亭;‘国光’苹果红色芽变果实着色分子机理初步研究[D];山东农业大学;2011年
2 袁娟;穿孔素基因启动子的克隆及体外区域性高甲基化[D];中南大学;2007年
3 刘龙龙;高粱杂种优势与其基因组甲基化水平变化关系的初步探讨[D];山西农业大学;2005年
4 方芳;从基因组序列预测CpG岛甲基化的倾向性[D];清华大学;2007年
5 刘冰洁;正常及虚寒状态大鼠肝脏的DNA甲基化水平差异[D];北京中医药大学;2009年
6 张功员;食管癌组织中hMSH2 mRNA的表达和启动子区甲基化检测[D];郑州大学;2004年
7 徐宝华;DNA甲基化对小麦根系早期生长发育影响的研究[D];首都师范大学;2005年
8 夏宁;一氧化氮激发植物产生次生代谢产物异黄酮与DNA甲基化的关系研究[D];合肥工业大学;2006年
9 张剑锋;利用DNA分子标记检测组织培养诱导水稻DNA甲基化变异[D];东北师范大学;2006年
10 齐兴;油菜杂种优势形成过程中基因组DNA甲基化模式研究[D];中国农业科学院;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 叶书宏;墨西哥研究酗洒诱发肝硬化的分子机理[N];大众科技报;2002年
2 夏茂庆;兰花定向培育探讨[N];中国花卉报;2003年
3 娄辰;山东选育出适合主产区的苹果芽变新品种[N];农民日报;2010年
4 孙强;天然变异菊花育种浅谈[N];山西科技报;2007年
5 胡一民;同株菊为何开不同颜色花[N];中国花卉报;2003年
6 付东红;学者揭示钾通道结构与功能[N];健康报;2007年
7 金坛市经济作物研究所 刘辉 凌霖;金坛酥枣[N];江苏农业科技报;2009年
8 本报记者 操秀英;“三驾马车”领跑的团队[N];科技日报;2010年
9 本报记者 齐振华;97-1葡萄似红枣[N];河北科技报;2002年
10 通讯员 李丙海;中国红富士苹果之乡——丰县选育并推广富士“新贵族”[N];中国特产报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978