琯溪蜜柚[Citrus maxima(Burm.)Merr.’Guanximiyou’]果实采后贮藏过程果实的“回酸”对其食用风味和商品价值造成了严重影响,前期研究发现果实回酸是由于柠檬酸的异常积累引起的,但柠檬酸异常积累发生的机制并不清楚。本研究从柠檬酸代谢途径入手,采用LC-MSn技术对果基部汁胞(高酸)和果顶部汁胞(低酸)中的柠檬酸代谢途径相关有机酸进行测定,并结合柠檬酸代谢相关酶活性和酶相关基因的表达进行了研究分析。此外,对果基部汁胞酸化与未酸化汁胞进行转录组分析,挖掘与果实柠檬酸异常积累相关的其它因素,以期为琯溪蜜柚果实回酸的进一步研究提供参考。主要研究结果如下:1、建立了测定琯溪蜜柚果实有机酸的LC-MSn定量方法。对提取方法进行摸索,确定最适提取方法为:提取温度55℃,乙醇浓度0%(水提法)。精确地测定了果肉汁胞中9种主要有机酸(丙酮酸、柠檬酸、顺乌头酸、苹果酸、富马酸、琥珀酸、α-酮戊二酸、酒石酸、奎尼酸)的浓度。2、测定了琯溪蜜柚果实汁胞在回酸过程中9种有机酸的浓度,并对果基部与果顶部汁胞有机酸浓度进行了比较。结果显示,柠檬酸浓度远高于其它有机酸,且在贮藏过程中浓度不断上升,验证了琯溪蜜柚果实回酸是因为柠檬酸异常积累导致的。在柠檬酸合成途径中:柠檬酸上游的丙酮酸浓度随着贮藏时间的增加而上升,与柠檬酸浓度变化呈正相关,说明柠檬酸合成加快;在柠檬酸降解途径中:柠檬酸下游的顺乌头酸、琥珀酸和α-酮戊二酸浓度随着贮藏时间的增加而下降,与柠檬酸浓度变化呈负相关,说明柠檬酸降解减慢。因此,推测琯溪蜜柚果实柠檬酸异常积累是由于合成加快和降解减慢同时作用的结果。此外,果基部汁胞有机酸浓度大于果顶部(琥珀酸除外),且回酸过程浓度变化趋势也不尽相同,推测其它有机酸的代谢可能受到柠檬酸代谢的影响,造成果基部与果顶部有机酸浓度变化的差异。3、测定了果实汁胞柠檬酸代谢相关酶的变化,并对果基部与果顶部汁胞柠檬酸代谢相关酶进行了比较。结果显示,在柠檬酸合成途径中:柠檬酸合成酶(CS)活性在回酸过程中上升,与柠檬酸浓度正相关,说明柠檬酸合成速度加快;在柠檬酸降解途径中:乌头酸酶(ACO)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活性降低,与柠檬酸负相关,说明柠檬酸降解速度减慢。因此,验证了琯溪蜜柚柠檬酸异常积累是由于柠檬酸合成加快和降解减慢同时作用的结果。此外,果顶部汁胞有机酸代谢酶活性大多高于果基部,与有机酸浓度相反,推测是因为果顶部柠檬酸代谢相关酶活性高,加速有机酸代谢,导致有机酸浓度较低。4、对果实汁胞的柠檬酸合成和降解相关基因进行了表达分析,并对果基部与果顶部汁胞基因表达进行了比较。结果发现,在柠檬酸合成途径中:CmCS2表达量与CS活性、柠檬酸浓度变化正相关,推测CmCS2基因表达增加,其编码的CS活性增强,导致柠檬酸异常积累。在柠檬酸降解途径中:CmAco3基因表达量与ACO活性、顺乌头酸浓度正相关,与柠檬酸浓度负相关,推测CmAco3表达降低,其编码的ACO酶活性下降,导致柠檬酸降解和顺乌头酸合成减慢。此外,果顶部基因表达量多数大于果基部,与柠檬酸代谢相关酶活结果一致,验证了果顶部有机酸代谢能力大于果基部,所以导致果顶部有机酸浓度较低。5、对有机酸和柠檬酸代谢相关酶进行了相关性分析,结果发现,果基部汁胞与果顶部有机酸代谢有不同的规律。此外,TA含量随失水率的升高而增加,推测果实水分减少导致有机酸浓度升高。6、利用RNA-seq技术测定了琯溪蜜柚果基部汁胞正常和酸化两个时期的转录组。差异基因富集分析结果显示,与酸化相关的代谢途径有铁离子结合、膜成分代谢、氧化还原代谢、初生代谢途径和次生代谢物代谢。此外,琯溪蜜柚果实酸化过程糖代谢途径大量基因特异性表达,可能是引起果实柠檬酸异常积累的主要原因。果实衰老相关的SOD和PRDX5酶基因,可能与琯溪蜜柚果实酸化关系密切。