香蕉果实抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关性分析

【目的】研究香蕉果实抗性淀粉形成机理,为选育高抗性淀粉香蕉品种和调控抗性淀粉合成提供理论基础。【方法】以‘巴西’蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)果肉为试材,对香蕉果实采前和采后抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关关系进行分析。【结果】香蕉果实发育过程中,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及抗性淀粉含量整体呈上升趋势,后熟过程中各种淀粉含量逐渐下降;乙烯处理加速了总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的降解,但抗性淀粉降解速度较自然后熟慢;1-MCP处理香蕉果实各种淀粉含量呈先增后降的单峰曲线变化。相关性分析表明:香蕉采前果实抗性淀粉合成与直链淀粉含量变化呈显著正相关,与总淀粉和支链淀粉含量变化不相关;1-MCP处理后,抗性淀粉含量变化与直链淀粉含量达到显著正相关水平,与总淀粉含量变化不相关。【结论】香蕉果实抗性淀粉形成与直链淀粉含量密切相关,在香蕉果实发育过程中可通过调控直链淀粉含量促进抗性淀粉合成。

香蕉肉桂醇脱氢酶基因的克隆及表达分析

肉桂醇脱氢酶(CAD)在木质素合成过程中起关键作用。通过RACE(rapid-amplification of cDNA ends)方法从香蕉根系cDNA均一化全长文库中获得一个肉桂醇脱氢酶基因,命名为MaCAD1(GenBank登录号为KF582533)。MaCAD1是香蕉MYB基因编码框全长cDNA,包含一个1 077bp的最大开放阅读框(ORF),编码358个氨基酸。蛋白质序列同源比对发现,其含有完整的醇脱氧酶的典型保守结构域,属于典型的CAD蛋白。系统进化树比对分析表明,MaCAD1与水稻OsCAD6(CAD39907)的亲缘关系较近。组织特异性研究表明MaCAD1基因组成型表达于香蕉各个组织。在耐病和感病品种中,MaCAD1均上调表达,但在耐病品种中MaCAD1在所有时间点相对于对照增加的倍数均高于感病品种,表明MaCAD1基因在香蕉的抗病性中起着重要作用,MaCAD1可以作为一个新的响应枯萎病侵染的标记基因。

香蕉MaBTB基因的表达分析及亚细胞定位

利用荧光定量PCR分析在不同处理下的香蕉采后果实中MaBTB基因的表达,在正常成熟的果实中,MaBTB基因的表达与乙烯的释放量呈正相关;相反,在1-MCP处理的香蕉果实中,该基因的表达相对变化不明显;用乙烯处理的香蕉果实,其表达量在第3天达到高峰,比正常成熟的早11 d。这些结果表明MaBTB基因在香蕉采后果实中是受乙烯诱导表达的。最后,亚细胞定位分析表明MaBTB基因定位在细胞核上。

巴西蕉和粉蕉果实有机酸组分及其含量变化特征

有机酸是影响香蕉果实风味的主要物质之一。本研究以不同基因型的巴西蕉(AAA)和粉蕉(AAB)果实为试材,利用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)测定了不同发育及成熟时期果实中有机酸组分及其含量变化,结果表明,巴西蕉和粉蕉果实中均检测出8种相同的有机酸组分,此外巴西蕉中还检测到了酒石酸,而粉蕉中未检出。随着果实发育,巴西蕉总有机酸含量呈现"先降-后升-再降"的变化趋势,而粉蕉呈现逐渐上升的趋势。巴西蕉和粉蕉可食期果实各有机酸组分含量及其构成比例也存在明显差异。巴西蕉以积累奎尼酸、苹果酸和富马酸为主,三者占总有机酸的比例分别为23.84%、18.71%和17.09%;粉蕉以柠檬酸、奎尼酸和苹果酸为主,分别占总有机酸的34.10%、27.27%和16.75%。这一结果为深入研究香蕉果实风味形成以及有机酸代谢途径等提供了参考。

巴西蕉WRKY转录因子的鉴定及其枯萎病胁迫下的表达

为了明确巴西蕉与香蕉枯萎病菌互作过程中WRKY转录因子的作用,对巴西蕉与香蕉枯萎病菌互作2 d的转录组中WRKY基因的表达量进行分析。结果表明,在互作过程中筛选到log值大于1的基因有55个,1个基因是上调表达的,其余是下调表达。55个基因中第Ⅰ类家族包含5个基因;Ⅱa亚家族中包含8个基因,Ⅱb亚家族中包含5个基因,Ⅱc亚家族中包含13个基因,Ⅱd亚家族中包含7个基因,Ⅱe亚家族中包含3个基因;第Ⅲ类家族中包含14个基因。55个基因在根中的表达量均大于在叶和果中的表达量。选取MaWRKY003、MaWRKY010、MaWRKY063和MaWRKY075四个差异显著的基因进行荧光定量PCR分析,结果表明与转录组数据结果趋势一致。对4个基因的启动子进行分析,发现4个基因启动子中所包含的元件不同,MaWRKY003、Ma WRKY063和MaWRKY075基因启动子中含有响应与病相关的激素响应元件,而MaWRKY010基因启动子中没有响应与病相关的响应元件,推测MaWRKY003、MaWRKY063和MaWRKY075三个基因可能是通过激素途径来响应香蕉枯萎病菌,而MaWRKY010可能是通过其他途径来响应香蕉枯萎病菌。以上结果表明MaWRKYs基因在巴西蕉与枯萎病菌互作过程中下调表达可能是巴西蕉易感枯萎病的原因之一。