甜瓜种质资源果实质构评价及其相关酶基因的表达分析

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bjzcha
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果实质构是影响甜瓜品质的重要因素,近些年不同物种的质构研究日益增多,但甜瓜上还未见报道,尤其是针对大量甜瓜种质资源的对比研究更是少数。本研究采用makuwa,conomon,inodorus,reticulatus和cantaloupensis等5个变种共计6个类型在贮藏过程中质构变化有明显差异的14份甜瓜材料,分别从宏观的果实生理生化和质构检测、细胞水平的显微观察以及分子水平的酶及酶基因的表达等三个水平对果实进行了综合评价,主要研究结果如下:1. TPA和穿刺两种测试方法均适用于甜瓜果肉分析,且果实的质构参数之间具有复杂的相关关系,并非独立存在,在所研究的甜瓜材料成熟时期,var. makuwa的日本甜宝、羊角脆,以及var.inodorus哈密类型的Queen具有脆酥的质地口感,深受大众喜欢,果肉脆性处于500.00~650.00N/sec之间,TPA硬度处于2000.00~2250.00g之间,咀嚼性处于300.00~400.00之间。2. var. cantaloupensis的Charentais果实表现出最典型的乙烯激增,M期为I期的47.4倍,与此同时,果实硬度、咀嚼性和脆性分别降至I期的14.5%、6.9%和17.8%,基因CmPG1、CmEXP1和CmACO1的表达水平则分别上升至I期的10.13、2.83和138.50倍,PG酶、Cx酶和β-Gal酶的酶活性分别上升至I期的1.58、1.75和1.46倍。Charentais与3-6和20-5相比,在成熟和衰老过程中具有显著高于后两者的β-Gal酶和CmACO1表达水平,果实硬度的下降程度显著大于后两者,并且细胞发生严重融合,胞壁皱缩,并伴随着乙烯释放速率的显著升高以及pH和可溶性固形物含量的上升。3. CmEXP1在果实发育初期表达量较高,可能与果实的软化启动有关,CmACO1基因的表达高峰出现在果实的成熟和衰老时期。酶PG和Cx在var.makuwa、3-6和20-5中均表现为从I到M期显著增加;而β-Gal酶在var. makuwa的I期表达量最高,表达高峰先于PG和Cx酶出现,但在果肉硬度最大的3-6的三个时期则无显著差异。4.通过果肉组织观察发现,细胞大小、排列方式与果实质构参数之间具有很大相关性,细胞大、排列疏松、胞壁褶皱以及不同程度的胞壁溶解现象均会导致较低的果肉硬度。5.主成分分析结果显示,PC1和PC2的贡献率分别为37.6%和22.8%。PC1能够将果实质构特性具有显著差异的甜瓜品种区分开来,而PC2与果实发育程度有关。高代自交品系3-6和20-5因具有较为突出的果实质构特性处于PC1的正向区域,上述两个材料在成熟和衰老阶段一直保持较低的pH、β-Gal酶活性、黏着性、乙烯释放速率以及呼吸速率。
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