外源腐胺促进苹果果皮花青苷积累的效应

为了探讨外源施加腐胺对苹果果皮花青苷合成相关基因的调控效应和果实着色的影响,摘袋当天对苹果品种红富士(Malus domestica Borkh.‘RedFuji’)果实喷施50mg.L-1腐胺(putrescine,Put),利用分光光度计和高效液相色谱仪分别对苹果果皮花青苷含量及其组成进行了分析;利用实时荧光定量PCR法检测了转录调节因子MYB1和5个花青苷合成结构基因的转录水平。结果表明:(1)外源喷施Put对于苹果果皮中花青苷的积累具有明显的促进效应,在果实采收时,处理组果皮中的花青苷含量为对照组的1.9倍;(2)处理果实的果皮中含有矢车菊素阿拉伯糖苷(cyaniding-3-arabinoside,Cy-3-ara),而在相同条件下,对照组中未能检测到Cy-3-ara;(3)Put处理对于转录调节因子MYB1和类黄酮3,5-糖苷转移酶(UDP-glycose:fla-vonoid3-O-glycosyl transfe rase,UFGT)基因的转录有明显的促进作用,摘袋后第1天和第3天,Put处理组的MYB1转录水平分别为对照组的1.6和2.0倍,UFGT变化趋势与MYB1类似,查耳酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)、花青素苷元还原酶(anthocyanidin reductase,ANR)和无色花青素加双氧酶(leucoanthocyanidin dio xygenase,LDOX)等基因的转录水平在Put处理初期也表现为明显上升,特别是LDOX基因,其转录水平在处理后第1天和第3天分别达到对照的10.2和3.8倍。在所研究的基因中,二氢类黄酮还原酶(dihydroflavonol4-reductase,DFR)基因是唯一一个经Put处理后其转录水平受到强烈抑制的基因,且这种抑制作用在摘袋后第3天最为明显,对照组的DFR转录水平为Put处理组的2.3倍。

苹果金属硫蛋白基因MdFjMT2克隆及生物信息学分析

以红富士苹果(Malus domesticaCV Red Fuji)浓红型芽变和其条红母株为试材,构建抑制性差减杂交(Suppression Subtractive Hybridization,SSH)文库,差异筛选SSH-cDNA文库,经过大量测序构建成红富士苹果EST序列本地数据库,对本地数据库进行Blastn检索,得到42条金属硫蛋白基因MdFjMT2的cDNA片段,通过序列拼接和逆转录PCR(RT-PCR)方法,获得了红富士苹果金属硫蛋白基因MdFjMT2全长cDNA序列(Gen-bank登录号为HQ730757),该基因全长684bp,其中5′非翻译区97bp,3′非翻译区347bp,编码区(Coding sequence,CDS)为240bp,编码79个氨基酸,推测蛋白分子量为7.7938kDa,理论等电点为4.75。该基因具有金属硫蛋白基因的典型结构域特征,编码的氨基酸序列中含有14个半胱氨酸残基Cys(C),Cys残基的排列特征是以CC、CXC和CXXC集中分布在肽链的N端和C端。系统进化分析表明MdFjMT2与砂梨(Pyrus pyrifo-lia)、苹果(Malus domestica)和小金海棠(M.xiaojinensis)等植物金属硫蛋白具有较近的亲缘关系,与扁桃(Prunus dulcis)、旱柳(Salixmatsudana)、美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)等植物的亲缘关系较远。生物信息学分析结果表明,MdFjMT2主要位于叶绿体中,没有信号肽,是非跨膜亲水性蛋白,其蛋白质二级结构的主要元件是无规则卷曲,没有功能结构域。这些结果为Md-FjMT2的结构与功能挖掘提供一定的参考。本研究结果有助于研究该基因在苹果着色中的作用,阐明苹果着色的分子机制。

喷施NaHSO_3溶液对红富士苹果贮藏生理的影响

以8年生盛果红富士苹果(Malus domestica Borkh.cv.Red Fuji)树为试材,通过叶面、果面喷施不同浓度的NaHSO3溶液,观察了红富士苹果采收后在常温下几项贮藏生理指标的变化规律。结果表明,在红富士苹果的生长发育过程中,叶面、果面喷施NaHSO3溶液可保持果实的硬度,降低失水率和病害率,延缓可溶性固形物、总糖、维生素C(VC)和可滴定酸相对含量的下降,其中以10 mmol/L NaHSO3溶液处理的综合效果最为显著。

Na_2SO_3对红富士苹果产量和产值的影响

以12年生盛果期红富士苹果(Malus domestica Borkh.cv.Red Fuji)树为试材,分别用1、2、3、4、5mmol/L的Na_2SO_3雾状液喷洒红富士苹果叶面和果面(分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组),并以H_2O雾状液为对照。结果显示,与对照相比,处理组的果品外观质量和内在品质均有不同程度的改善;除Ⅴ组外,其他处理组的果实生长量、果实产量、果实高品级分数和总产值均有增加,其中,Ⅲ组的总产值比Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ组和对照分别净增168.40、68.70、177.20、288.20、279.70元,增收率分别为12.2%、5.0%、12.8%、20.8%和20.2%,差异达显著水平。说明Na_2SO_3对红富士苹果具有类似于NaHSO_3和KHSO_3的特性,其最佳喷施浓度为3 mmol/L。

红富士苹果芽变系DNA甲基化研究

以35份富士苹果(Malus×domestica Borkh.‘Fuji’)芽变材料为试材,利用甲基化敏感扩增多态性(Methylation Sensitive Amplified Polymorphism,MSAP)分析和UPGMA聚类方法,对其基因组甲基化修饰水平、变异模式以及表观遗传变异关系进行研究。结果表明:(1)不同富士系得到不同的MSAP扩增,总DNA甲基化水平27.90%～36.16%,平均32.87%,双链全甲基化为主要甲基化方式;(2)富士芽变材料绝大多数位点保持了原有甲基化模式;(3)绝大多数芽变(68.57%)检测到全部的甲基化变异模式(12种),去甲基化频率极显著高于甲基化频率(P <0.01),且CG去甲基化极显著高于CHG;(4)36份种质遗传相似系数平均值0.89(0.79～0.92),在聚类图上,富士原种分布在芽变系集中区外,新近发生的芽变系更倾向于聚在一起,着色系片红型和条红型芽变呈分散排布状态。总的来看,富士芽变的甲基化变异模式丰富,超甲基化和去甲基化相伴发生,但以去甲基化为主;‘富士’着色芽变与其最原始品种富士,以及芽变之间发生了较大表观遗传变异;片红和条红型芽变聚类未表现明显偏好性。本研究将为进一步开展富士着色系芽变机理研究提供指导,可以CG去甲基化为切入点展开深入研究。