草莓果实ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平的分析

为探讨草莓果实发育过程中ABA积累的酶学调控机制,文章以花后1～4周的‘杜克拉’草莓7个时期果肉为试材,利用实时荧光定量PCR分析ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平。结果表明,在整个草莓果实发育过程中,果肉中FaNCED1基因表达水平明显地分为两个持续上升阶段,即从小绿期至白熟期和始红期至全红期,但二者之间还存在一个短暂下降期,即白熟期至始红期;果肉中FaBG1基因表达水平呈逐渐降低的趋势。结合果肉中ABA含量分析发现,FaNCED1基因转录水平呈现与ABA水平相似的变化趋势。本研究主要得出以下结论:(1)退绿和着色是草莓果实发育成熟过程中两个突出事件;(2)果肉中ABA水平两次持续快速积累分别与草莓果实退绿和着色相偶联;(3)果肉中ABA含量主要由FaNCED1基因决定,而与FaBG1基因关系不大。以上结果为从分子水平调控草莓果实中ABA含量,进而调控果实的发育奠定研究基础。

草莓果实发育过程中糖、pH值及ABA水平变化趋势

为了揭示草莓果实发育和成熟的生理机制,本研究以杜克拉草莓7个时期的果实为试材,分析果实发育过程中pH值、可溶性糖和ABA变化趋势。结果表明,果实发育前期可溶性糖积累以葡萄糖和果糖为主,蔗糖很低;果实进入始熟和成熟,蔗糖分别有一次快速积累的过程,全红时蔗糖含量是果糖和葡萄糖的1.25倍。以纯白期pH值最低点为界,pH值先降后升的"V"型变化趋势依次伴随着果实的褪绿和着色。瘦果中和花托中ABA水平变化趋势分别呈"W"和"N"型,前者的含量大约是后者的3倍。除了始红期外,花托中ABA含量在整个草莓果实发育过程中呈上升趋势。同葡萄糖和果糖相比,蔗糖的积累呈现了独特的变化趋势;瘦果中和花托中的ABA积累既有同步又有区别,2者之间相关性不显著;花托中的可溶性糖和ABA水平之间存在着密切关系。

玫瑰香葡萄果实中脱落酸受体ABAR/CHLH基因的克隆及其表达分析

为了探讨脱落酸受体ABAR/CHLH是否参与葡萄果实成熟的调控,以玫瑰香葡萄花后8～11周的果实为试材,结合RT-PCR和3’-RACE技术首先克隆了脱落酸受体ABAR/CHLH同源基因。该基因在基因组中以单拷贝形式存在,并编码了1个含有1 381个氨基酸的多肽。生物信息学分析表明,ABAR/CHLH含有3个跨膜区,在进化上高度保守。围绕果实花后8～11周ABAR/CHLH基因转录水平以及ABA含量分析表明,随着果实的退绿,在着色前基因转录水平和ABA含量都迅速增加,此后基因表达量迅速降低,而ABA含量继续缓慢上升至现红后才缓慢降低。因此,玫瑰香葡萄果实的成熟启动不仅依赖于ABA含量快速积累,而且还依赖于其受体基因表达水平迅速增加。

草莓果实发育过程中糖代谢相关基因的表达分析

为了分析草莓(Fragaria×ananassa Duch.)果实发育过程中可溶性糖积累与相关基因表达量的关系,以'杜克拉'草莓7个发育时期的果实为试材,利用实时荧光定量RT-PCR的方法,分析果实发育中蔗糖转运蛋白及糖代谢关键酶(酸性转化酶、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶)4个基因的表达量以及可溶性糖含量的变化趋势。结果表明,蔗糖、葡萄糖和果糖含量随着果实发育都呈逐渐增加的趋势,尤其蔗糖积累与果实成熟的关系较密切。随着果实发育,蔗糖磷酸合成酶基因表达量呈逐渐增加的趋势,尤其在果实发育的后期增加较快;蔗糖合成酶和酸性转化酶基因表达量除了白熟期和转色期外,呈逐渐降低的趋势;蔗糖转运蛋白基因表达量呈先升后降,降后又升的变化趋势,尤其在白熟期前急剧增加。结合可溶性糖和基因变化趋势分析表明,蔗糖转运蛋白和蔗糖磷酸合成酶在草莓果实发育过程中发挥着重要的作用。

草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达变化及其影响因素分析

为了探讨脱落酸调控草莓果实成熟的信号识别机制,以‘北农香’草莓花后1~4周的果实为试材,在克隆脱落酸受体基因FaABAR/CHLH的基础上,通过荧光定量PCR研究了果实发育过程中该基因表达量的变化及其影响因素。结果表明,草莓果实中脱落酸受体FaABAR/CHLH基因编码一个含有1381个氨基酸的蛋白,且该蛋白含有一个金属离子螯合酶H亚基超家族保守区。在果实发育的前期（小绿、大绿和浅绿果期）,FaABAR/CHLH基因表达量维持较高水平;随着果实的加速褪绿,其表达量迅速降低,至白果期降到最低点;随着果实着色启动,其表达量又迅速上升。ABA和高pH能促进FaABAR/CHLH基因在转录水平上的表达,而蔗糖则抑制该基因转录水平。草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达水平的变化进一步揭示了ABA在调控果实成熟中的重要作用。