枣和酸枣AsA积累特点及关键功能基因鉴定

【目的】分析枣和酸枣的抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)积累差异特点。【方法】以金丝4号和泰山酸枣分别作为枣和酸枣的代表,研究不同发育阶段的AsA积累差异;以26个枣品种和42个不同酸枣类型为试材,测定枣和酸枣群体AsA含量,分析其中5个枣和5个酸枣不同类型果实的转录组数据,解析影响枣和酸枣抗坏血酸积累的关键基因;参考前期完成的白熟期和半红期枣果实在中度干旱胁迫和重度胁迫后果实转录组数据,研究果实干旱胁迫后,响应干旱逆境胁迫的AsA代谢关键基因。【结果】枣和酸枣各时期AsA含量积累曲线一致,均表现为白熟期达到最高,成熟期逐渐下降,且酸枣除幼果期外各时期AsA含量均高于栽培枣;枣和酸枣群体AsA含量测定表明,酸枣AsA平均含量显著高于栽培枣,且酸枣群体AsA含量变异丰富,而栽培枣AsA含量分布相对集中。热图聚类表明,基因LGalDH、MIOX4、GME-2、VTC2在酸枣中表达比在枣中丰富,为影响枣和酸枣AsA积累差异的重要候选基因;而AsA氧化基因APX1、APX2、APXT在栽培枣果实中更丰富。加权基因共表达网络分析(WGCNA)表明,AsA积累趋势和有机酸积累趋势一致,推测酸性环境影响AsA的稳定性。干旱胁迫后转录组数据表明,白熟期和半红期的枣果实在受到逆境胁迫后,均表现为MDAR5、MIOX4、MIOX1表达水平显著上调,推测肌醇代谢通路及再循环通路对干旱胁迫发挥重要作用。【结论】明确了枣和酸枣AsA积累特点,解析了影响枣和酸枣AsA积累差异的候选关键基因,提出酸性环境影响AsA积累的假设,明确了响应干旱胁迫的关键代谢通路;该研究为枣抗性品质育种、酸枣资源的挖掘利用提供分子基础。