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竹笋即竹子膨大的芽和幼嫩的茎,具有高纤低脂,营养齐全的特点,备受消费者青睐。但竹笋采收后很快出现木质化,丧失鲜嫩可口的食用品质,成为竹笋产业发展的重要限制因素。因此,探究竹笋木质化的发生及其分子机理为进一步研究延长竹笋贮运期、降低采后损耗的新技术提供了理论支撑。本论文以毛竹笋上、中、下3个部位为试验材料,研究了毛竹笋不同部位细胞壁的成分变化以及与木质化有关的转录组差异基因的表达情况,并初步分析了半纤维素木聚糖合成的关键基因PeIRX10在竹笋组织次生细胞壁形成中的功能。得到如下结论: (1)毛竹笋不同部位因木质化程度不同,细胞壁中各组分的含量不同。沿着竹笋的生长方向,木质素和纤维素含量由上部到下部逐渐增加,而果胶和半纤维素的含量逐渐降低,同时木质素合成相关酶PAL、CAD和C4H的活性也由上部到下部逐渐增加,说明毛竹笋在下部的木质化程度高于上部和中部。 (2)对毛竹笋的上、中、下三个部分分别进行RNA-seq分析,共获得了大约133.9百万条reads,总碱基数为18.13 Gbp。在上vs中、上vs下和中vs下的两两比对中,发现的DEG数目分别为3840、3518和3925,并对其进行功能注释。然后筛选并分析了木质化过程中与细胞壁代谢相关的差异基因,得到了编码纤维素、半纤维素和木质素合成途径中相关酶基因的表达特点,并对其进行qRT-PCR验证,qRT-PCR结果与RPKM值一致。与纤维素和木质素合成相关的基因在下部和中部的表达量高于上部,这些基因在中下部表达量的上调与其较高的木质化程度有关。 (3)构建了木聚糖合成关键基因PeIRX10过量表达载体并转化模式植物拟南芥,发现PeIRX10基因的过量表达在拟南芥irx10l(-/-)irx10(-/-)双突植株中可以使其表型恢复正常、细胞壁不正常的木质部消失,且细胞壁中木聚糖含量恢复到正常水平。表明毛竹的PeIRX10基因很可能与拟南芥AtIRX10基因具有相同的生物学功能,通过参与木聚糖的生物合成而导致竹笋组织次生细胞壁的形成。