B-box基因家族在采后桃果实低温贮藏冷适应中的相关性分析

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haiyunnihao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
B-box转录因子在植物生长发育过程中起着重要作用,包括幼苗光形态发生、避荫、开花的光周期调节以及对生物和非生物胁迫的响应。然而目前,缺乏关于桃B-box(BBX)基因的有关信息,关于BBX对光响应已经有较多报道,但还未见BBX对低温响应的相关研究。在本研究中,通过生物信息学分析,鉴定了桃B-box基因家族的22个成员,并对其进行了系统进化、结构域分析和顺式元件预测等分析。为进一步探讨该基因家族在果实冷适应中的作用,以‘锦绣’桃果实作为材料,分别在0℃和4℃下贮藏28天(d),并在贮藏7 d、14 d、21 d和28 d后分别转货架期20℃贮藏3 d,随之观察冷害的发生情况。通过分析各基因家族成员对低温的响应及其与冷害(Chilling injury,CI)因子褐变指数(Internal browning,IB)和电导率(Electric conductivity,EC)的相关性,进一步筛选参与桃果实低温贮藏冷适应的候选BBX基因,并对其可能机制进行了初步分析。相关结果不仅为深入研究B-box基因家族的功能奠定了基础,也为采后桃果实低温贮藏和冷害发生提供了新的见解。主要研究结果如下:1.在采收后贮藏期间,桃果实的硬度总体呈现下降趋势,但在温度处理之间存在显著差异。在4℃时,硬度从采收时的52.28 N急剧下降至贮藏14 d后的11.53 N,然后在20℃的货架期3 d后进一步下降至3.46 N。但是桃果实在贮藏21 d和28 d后转货架后不能正常软化。在0℃时,在整个贮藏期间,初始硬度(52.28 N)逐渐下降至约40 N。在0℃贮藏7 d、14 d、21 d和28 d后,果实转货架期3 d后均能正常软化;在整个贮藏过程中,可溶性固形物(TSS)的浓度总体呈上升趋势。与0℃贮藏的桃相比,4℃贮藏的果实TSS浓度的变化更大;相比之下,可滴定酸(TA)的浓度总体呈下降趋势。与在4℃贮藏的桃相比,0℃贮藏的桃TA的浓度变化更大;在0℃贮藏条件下,固酸比(TSS/TA)在60左右波动,在4℃下,TSS/TA总体呈上升的趋势,在50~100之间。2.桃果实在低温贮藏以及转货架期间电导率EC值持续增加。与在4℃下贮藏的桃相比,0℃下贮藏的果实的EC值变化更稳定。在4℃下贮藏21 d后,转移到货架3 d桃果实果肉出现内部褐变(IB指数=29.17%)。在4℃下贮藏28 d和3 d货架期后桃果实内部褐变显著增加(IB指数=62.50%),而果实在0℃下贮藏28 d和3 d货架期后才开始表现出轻度的褐变(IB指数=8.33%)。这些结果表明,4℃贮藏后期可显著诱导桃果实冷害发生,而在0℃下则可有效延迟果实冷害的发生。3.利用桃全基因组数据,鉴定了22个桃B-box基因家族成员。根据保守结构域的数量和类型,将22个桃B-box基因家族成员划分为5个亚家族。外显子-内含子结构和保守基序分析显示,motif 1基序在所有BBX蛋白中高度保守,每个亚家族的成员具有相似的长度和数量的外显子/内含子和相似的保守基序,且都具有一个独特的保守基序。染色体定位结果显示,B-box基因不均等分布在6条染色体上。基因重复事件分析表明,在染色体上发现了一些片段重复(Pp BBX14、15/Pp BBX19-1、19-2/Pp BBX20、21/Pp BBX26、28/Pp BBX26、29/Pp BBX28、29)。共线性分析结果显示,Pp BBX6、Pp BBX11和Pp BBX12在桃与六个典型植物物种之间是高度保守的。顺式作用元件分析发现,22个桃BBX基因共含有43种顺式作用元件,其中Pp BBX3、6、10、12、15、19-2、20、22和26包含低温响应(Low temperature response,LTR)顺式作用元件(CCGAAA),表明这些基因可能对低温有响应。4.利用qRT-PCR技术,分析桃果实在各处理条件下B-box基因家族成员的表达模式,结果发现0℃贮藏条件下BBX基因在果实中的表达比在4℃贮藏条件下更高,表明0℃具有诱导BBX基因表达的能力,而4℃延迟了BBXs的表达。低温贮藏过程中Pp BBX3、5、6、12、15、20、24-2、26和29具有相似的表达模式:当桃在0℃下贮藏时,基因表达水平从1 d至21 d表现出逐渐上升的趋势。与贮藏7 d和14 d相比,贮藏7 d和转货架3 d以及贮藏14 d和转货架3 d时基因表达水平降低。在21 d基因表达水平达到峰值,然后开始下降。相似地,与贮藏21 d和28 d的果实相比,贮藏21 d和转货架3 d以及28 d和转货架3 d后,基因表达水平降低。5.BBX基因表达水平与IB和EC之间的相关性分析表明,B-box基因的表达模式与CI发生具有一定的相关性,其中Pp BBX6、24-1、5、32、26、15、14、24-2、11、3、20、29、12的表达量与IB呈显著的负相关关系(p<0.05),而Pp BBX6、15、24-2、27、5、24-1、29、20、3、30、26、12的表达量与EC之间呈显著的负相关关系(p<0.05)。因此,从冷害指标与基因表达的相关性判断,Pp BBX3、5、6、12、14、15、20、26、29、24-1、24-2的表达水平与CI的发生呈现显著负相关关系。综上所述,本研究通过生物信息学手段共鉴定了22个B-box基因家族成员,基于基因表达模式分析、相关性分析和顺式作用元件分析,推测其中的Pp BBX3、6、12、15、20、26在果实低温贮藏及货架期期间的冷适应和延迟桃CI发生方面可能发挥积极作用,但其分子机制仍需进行进一步深入研究。
其他文献
为了解消落带土壤动物群落特征,本研究选取重庆主城区嘉陵江消落带为研究区域,以区内土壤动物为研究对象,根据不同海拔梯度引起消落带淹水时长的差异,沿渝中区到北碚区段选取了3种类型(重度淹水类型A、中度淹水类型B、轻度淹水类型C)嘉陵江消落带,共9个样地,并在每个样地的下部、中部和上部各设置了固定样方,于2019年秋季和2020年春季分别对土壤动物进行了取样。运用统计分析方法分析其群落组成、结构与多样性
学位
报纸
随着人类社会对自然开发强度的不断加大和对自然生态认知水平的不断提高,保护我们赖以生存的自然生态环境刻不容缓且受到越来越多的关注。作为全球和世界各国自然保护战略的核心,建设自然保护地是协调环境与发展的有效途径,也是保护自然生态系统、维持自然资源和生物多样性最有效的手段。然而,我国过去受自然保护地分类标准不明确、自然地理特征与报批管理体制等因素的综合影响,存在保护地体系类型繁多,保护地空间重叠、内嵌与
学位
社区公园是城市公共生活的容器,承载了市民最常使用的休闲娱乐、文化演艺、运动康体、防灾避难等功能,对城市公共空间治理及城市活力表征具有重要价值。目前我国多数城市中心区建设已经进入更新改造,存量盘活的规划设计阶段,这一时期要求更集约化的空间利用与更精细化的空间设计。通过基础调研发现重庆市主城区社区公园存在功能单一,活力不足的现象。本文总结既有研究,藉由近年来重庆市主城区用地盘活的社区公园建设实践,分析
学位
近年来,随着我国经济水平增长,人民生活质量提升,居民对体育运动、休闲锻炼的需求日益增长,在国家战略的推动下,全民健身形成热潮。在此背景下,作为居民发生体育活动的空间载体,我国体育设施却数量不足、供给体系存在缺陷,特别是社区级公共体育设施,面临着建设所需的土地资源供给主体不明确、营建相关设计规范缺乏的困境。这样的现状不利于居民身边15分钟健身圈的构建,也不利于全民健身战略的实现。为了尝试解决社区体育
学位
本文以山地城市重庆的御临河河岸带作为研究对象,通过对“近自然植被修复工程”治理后的河岸带,以及未经治理的河岸带进行景观格局、植被组成等的对比分析;再基于近自然治理理念,利用层次分析法构建修复效果的综合评价体系,进行评价分析。总结对比和评价的结果,探究近自然植被修复措施的优劣,提出优化建议,以期为山地城市河岸带的生态修复建设提供一定参考和依据。本文主要结论如下:(1)经近自然植被修复治理后的御临河河
学位
桃(Prunus persica L.Batsch)是重要的蔷薇科水果。其果实皮薄肉实,果味鲜美,营养丰富,是夏秋季重要的应季水果。蔗糖和葡萄糖是桃果实中的主要的可溶性糖。SWEET(Sugars Will Eventually be Exported Transporters)蛋白作为近年来鉴定的一类新型糖转运蛋白,可以选择地将单糖或者二糖通过质膜或者细胞内膜进行转运,在植物发育中发挥关键作用。
学位
枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)为蔷薇科(Rosaceae)枇杷属(Eribotrya)亚热带常绿果树,种类繁多,约有32个种(变种),但是只有一个栽培种。其遗传基础狭窄,抗性差、种子多可食率低、光合效率低等性状长期无法改良。此外,枇杷树初冬开花,初夏成熟,花果极易受低温伤害,严重影响产量和品质。因此,培育抗寒、无核、高光效等综合性状优良的新品种,对产业发展具有重要意义
学位
报纸
柠檬(Citrus limon(L.)Burm.f.)是芸香科柑橘属重要的果树作物。柠檬果实中含有丰富的代谢物质如维生素、有机酸、氨基酸、酚类、萜类等,这些物质具有抗氧化、抗炎、抗菌和抗衰老等作用,使柠檬果实具有很好的营养、保健和药用价值。研究不同采收期柠檬果实品质和次生物质组成和含量的差异及套袋对其影响,为柠檬品质的提升、植物化学成分的开发和套袋技术的应用提供参考。以尤力克柠檬和北京柠檬为材料,
学位