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柑橘广泛分布于热带和亚热带地区,在我国华南地区普遍种植。很多柑橘品种如‘红江橙’、‘脐橙’等在果实成熟时都会出现皱皮果和裂果现象,严重影响我国柑橘的生产和出口创汇。大量研究表明,expansin(扩张蛋白)基因作为细胞壁的松弛因子与果实的成熟软化密切相关。然而,柑橘成熟过程中出现的皱皮果是否与expansin基因的表达特性有关,目前尚未见报道。本试验以‘红江橙’和‘暗柳橙’果实为材料,在分离果皮expansin基因全长序列的基础上,研究了expansin基因在柑橘果实不同生长发育时期的表达特征,期望阐明expansin基因与柑橘果实生长、成熟的关系,为提高柑橘的品质提供理论依据。本研究的主要结果如下:
1.采用RT-PCR与RACE-PCR相结合方法,首次从柑橘果皮中分离到1个expansincDNAs的全长序列,命名为Ct-Exp1。基因全长有1196bp,其中编码区738个碱基,5端非翻译区域包含60个碱基,3端非翻译区域包含396碱基;推测其编码了246个氨基酸。
2.采用Northern杂交方法研究了expansin基因表达特性与柑橘皱皮果的关系。研究结果表明,在果实发育的整个过程中,均能检测到Ct-Exp1基因的表达。expansin基因在抗皱皮品种‘暗柳橙’果皮中的表达弱于易皱皮品种‘红江橙’,在两个品种正常果中的表达弱于皱皮果,裂果中基因的表达最强烈;Ct-Exp1基因在正常果实生长的中后期有相对高的表达量,这说明expansin基因可能跟柑橘皱皮果有关系。
3.矿质元素对柑橘果皮Ct-Exp1的调控结果表明,0.5%和1%醋酸钙处理下‘红江橙’的皱皮果率有所降低,而基因的表达总体弱于正常果实;一些矿质元素可能调控Ct-Exp1基因的表达。
4.统计了柑橘生长过程中在不同处理下的皱皮果率;测定了果皮硬度的变化并分析了果皮中全钙含量的变化情况。结果表明:果实生长期果皮硬度较大的处理皱皮果率较低,抗皱皮品种‘暗柳橙’硬度最高,皱皮果率最低,易皱皮品种‘红江橙’则与之相反;对果实进行钙处理有利于减少皱皮果。