论文部分内容阅读
葡萄的贮藏期短,在贮藏与运销过程中易发生脱粒、腐烂、干梗、褐变等现象,严重影响产品销售。长期以来,人们对葡萄成熟后期和贮藏期间果粒脱落和乙烯的关系进行了广泛深入的研究,已有研究表明,乙烯在葡萄果实发育和器官的衰老过程中都具有重要的作用。在植物体内乙烯生物合成途径中,ACS是乙烯生物合成的限速酶,而ACS是由多基因家族编码控制,因此了解Vv ACS基因家族成员的时空表达特性,挖掘果梗和果实特异表达的基因对于葡萄的贮藏保鲜具有重要意义。本研究对葡萄果实发育过程中,汤姆逊无核(Vitis vinifera L.‘Thompson seedless’)和红宝石无核(Vitis vinifera L.‘Ruby Seedless’)两个品种葡萄的果粒和穗梗的乙烯释放量,和Vv ACS基因家族的9个成员时空表达进行分析;并将穗梗特异表达的Vv ACS1基因在番茄基因组中进行过量表达,分析遗传转化植株的生长发育变化,对Vv ACS1基因的功能进行分析。主要研究结果如下:1.在汤姆逊无核和红宝石葡萄的果实发育过程中,果粒乙烯释放的高峰出现在果实发育的初期和转色期,乙烯释放量较低,为0.02-1μL*kg-1 h-1;而汤姆逊无核果梗的的乙烯释放在果实成熟时有明显跃变现象,且乙烯释放量较高,为1-4.5μL*kg-1 h-1。同时,乙烯利处理能显著提高果梗中乙烯的释放,AVG处理抑制了汤姆逊无核葡萄果梗的乙烯释放量,而乙烯利处理对果实乙烯释放的影响不明显。2.9个Vv ACS基因在汤姆逊无核和红宝石葡萄基因组中的时空组织表达结果表明,汤姆逊无核的Vv ACS1基因的表达具有果梗组织特异表达性,其在汤姆逊无核果梗中相对表达量比茎尖中高30多倍,而其余所有ACS基因在果梗中的相对表达量均较低。3.在汤姆逊无核果实发育过程中和果实采收后,Vv ACS1基因在果梗中实时荧光定量表达分析结果表明,Vv ACS1基因在葡萄果实生长发育过程中和采后贮藏期间,其表达量的高低与果梗的乙烯释放量具有显著相关性,而其他基因的表达与果梗乙烯的释放不具有相关性,这初步表明了Vv ACS1基因是调控果梗的乙烯释放的关键基因,在果梗的成熟衰老过程中起着重要作用。4.在转Vv ACS1基因的番茄植株中,番茄的叶片、花朵、花序轴果实和果柄等不同组织部位的时空表达结果表明,目的基因主要在花朵、果柄中高表达,在叶片中表达量没有显著变化。5.Vv ACS1基因在番茄基因组中过量表达后,转基因番茄的ACS酶活性均受到不同程度的抑制,其中花朵中ACS酶的活性显著低于对照组。6.Vv ACS1基因在番茄基因组中过量表达后,与非转基因对照相比,转基因番茄花朵中的乙烯释放明显受到抑制,且差异显著。叶片和花序轴的乙烯释放也有略微的降低但没有显著差异。7.Vv ACS1基因在番茄中过量表达后,转基因番茄果实的乙烯释放高峰推迟。