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果实软化是果实成熟过程中伴随的重要现象,它直接影响果实的品质和商品性能,也是果实采收和贮藏过程中品质评估的重要指标,从分子生物学的角度研究果实软化机理有重要意义。本研究从中国李中克隆了与果实软化相关的β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)、β-甘露聚糖酶(β-mannanase)、α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(a-L-arabinofuranosidase)和扩展蛋白(Expansins)基因的cDNA序列,并分别研究了果实贮藏过程中基因在转录水平上的表达情况。1.中国李果肉组织总RNA的提取本实验探讨了不同浓度的山梨醇洗液对李果肉组织中RNA提取效果的影响,经分析表明:中国李果肉组织研磨后用山梨醇洗液处理有利于总RNA的提取,而不添加山梨醇的洗液,提取液中检测不到RNA,当洗液中山梨醇浓度为1.10mol/L时,中国李果肉组织总RNA的产率明显高于0.35mol/L和3.00mol/L;以不同贮藏天数的中国李果实为试材提取总RNA,其结果是一致的;通过RT-PCR扩增EF-2基因,说明本实验提取的总RNA可以用于基因转录表达分析。2中国李软化基因的克隆及序列分析本文以中国李‘佛来索’为材料,根据NCBI上登录的该基因的保守区设计简并引物,通过RT-PCR扩增获得基因保守片段。再利用RACE技术从中国李果实中获得了β-半乳糖苷酶(β-galactosidase)、β-甘露聚糖酶(β-galactosidase)、扩展蛋白(Expansins)基因全长及α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-arabinofurano-sidase)基因cDNA的部分特异序列。中国李β-半乳糖苷酶基因登录号为EU370208,命名为PsGAL,其cDNA的开放阅读框为2511bp,编码836个氨基酸,包括270bp的5’非翻译区,推导蛋白分子量为92.34KD,等电点为7.86。疏水/亲水性分析表明该基因所编码的蛋白为亲水性蛋白.同源比对结果表明中国李PsGAL基因所编码的氨基酸序列与桃(ABV32546)、蓖麻(EEF48062)、杨树(XP002308268)、葡萄(CAO65358)、野生番茄(AAF21626)、芒果(ABN08398)、拟南芥(AAM13196)的同源性分别为98%、81%、80%、76%、73%、73%、71%。对编码蛋白预测发现该基因含有β-半乳糖苷酶基因特有的Glycohydro42和Gallectin两个结构域。中国李β-甘露聚糖酶基因登录号为EU345001,命名为PsMAN。PsMAN的cDNA全长为1647bp,其中5’非翻译区为112bp,3’非翻译区为233bp,开放阅读框为1302bp,编码433个氨基酸。推导蛋白分子量为49.76KD,等电点为10.49.疏水性/亲水性分析结果表明该基因所编码的蛋白为亲水性蛋白。PsMAN所编码氨基酸同源性分析表明,中国李PsMAN与桃(ABV32548)、葡萄(XP002264115)、杨树(XP002327685)、蓖麻(EEF52605)、拟南芥(NP001145882)、水稻(EEC71222)、玉米(NP201447)的同源性分别为98%、82%、80%、68%、68%、66%、62%.对编码蛋白预测分析的结果发现中国李PsMAN含有Cellulase superfamily (glycosyl hydrolase family 5)结构功能域.中国李α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶基因cDNA部分序列登录号为FJ601844,命名为PsAFA. PsAFA长度为1254bp的序列,最大的ORF为933bp,编码310个氨基酸。氨基酸同源比对结果表明,中国李PsAFA所编码的氨基酸序列与桃(ABV32544)、苹果(AAP97437)、沙梨(BAF42035)、草莓(ABV08816)、西洋梨(BAC99030)、拟南芥(BAD95302)的同源性分别为98%、84%、83%、82%、81%、70%。对所编码的部分蛋白预测分析发现中国李PsAFA含有一个Alpha-L-AFC结构功能域。中国李扩展蛋白基因登录号为EU340362,命名为PsEXP,其cDNA全长序列为1344bp,其中5’非翻译区为126bp,3’非翻译区为459bp,开放阅读框为759bp,编码252个氨基酸.该基因推导蛋白分子量为26.80KD,等电点为6.48。疏水性/亲水性分析表明该基因所编码的蛋白为亲水性的蛋白。推导氨基酸序列同源比对表明中国李PsEXP与桃(BAB19676)、杏(AAC33530)、梅(BAE48665)、酸樱桃(AF159563)、枣(ACK432222)、棉花(ABB59694)、橙(ACN87961)的同源性分别为99%、98%、98%、98%、89%、88%、89%.对所编码蛋白预测分析发现中国李扩展蛋白含有DPBB1和Pollenallerg1两个结构功能域.3中国李果实软化基因表达分析以‘盖县大李’为材料,研究了常温、低温和ABA处理对中国李贮藏过程中果实软化相关基因(PsGAL、PsMAN、PsAFA和PsEXP)表达.结果表明,常温条件下,中国李在采收的当天PsGAL、PsMAN和PsEXP基因在转录水平的表达量最高,PsAFA在采收的第二天表达量高;ABA处理的果实在贮藏期间PsGAL、PsMAN PsAFA和PsEXP转录水平的表达最高峰也都出现在采收的当天;低温处理的果实PsGAL、PsMAN和PsEXP转录水平的表达的最高峰出现在第6天,PsAFA转录水平表达最高峰出现在第4天。