【摘 要】
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SEP(SEPALLATA)属于MADS-box家族中的一个亚家族(E类基因),目前在桃上鉴定出3个SEP类MADS基因:Prp MADS2(AAZ16241),Prp MADS5(ABO27621),Prp MADS7(ABO27622),其中Prp MADS2和Prp MADS5主要调控花器官和花期发育,Prp MADS7在花、果肉和种子中都具有较高的表达水平,根据桃基因命名原则,将Prp M
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SEP(SEPALLATA)属于MADS-box家族中的一个亚家族(E类基因),目前在桃上鉴定出3个SEP类MADS基因:Prp MADS2(AAZ16241),Prp MADS5(ABO27621),Prp MADS7(ABO27622),其中Prp MADS2和Prp MADS5主要调控花器官和花期发育,Prp MADS7在花、果肉和种子中都具有较高的表达水平,根据桃基因命名原则,将Prp MADS7基因命名为PpSEP1展开进一步研究。该基因在种子发育及果实成熟软化中的调控机制尚不清楚,本研究选择软溶质的‘京春’以及硬溶质的‘沙红’、‘朝晖’等不同品种桃果实作为研究试材,对PpSEP1基因、胚发育相关基因以及乙烯代谢相关基因等进行表达分析研究,以期阐明PpSEP1转录因子在桃种子发育及果实成熟软化中的调控机制。研究结果如下:1、在桃种子发育过程中,PpSEP1基因的相对表达量在沙红果实的各个时期均显著高于京春果实;在胚中,大部分时期沙红胚中PpSEP1基因的相对表达量均高于京春。在果实处于硬核期时(即盛花后62d,此时距离果实达到商品成熟期约需30d)侵染沙红果实,侵染后28d采收。沉默目的基因PpSEP1,测定侵染果RNAi在生理表型(果实、种子、胚的横纵侧径及重量、乙烯释放量、呼吸速率等)及转录表达水平(果实及胚中乙烯代谢相关基因、胚发育相关基因)等方面不同指标。RNAi处理中PpSEP1基因显著低于对照果,但胚中Pp ACS2、Pp EIN2在某些时期明显高于对照果Control(TRV2),并且只有花后前三个时期侵染果RNAi胚中SSAHD、LEA、PRU的转录表达低于对照果,在以后部分时期高于对照果。最后进行PpSEP1基因与其他相关基因的相关性分析,沙红胚中PpSEP1基因在不同时期的转录水平与Pp ACO1、Pp PRP的转录水平都呈极显著正相关(P<0.01),但与Pp EIN2、Pp PRU都呈显著负相关(P<0.05);与此同时,京春胚中PpSEP1基因在不同时期的转录水平也与Pp PRP的转录水平呈极显著正相关(P<0.01),与Pp ACS2的转录水平呈显著相关(P<0.05)。由此表明,PpSEP1基因可能通过直接或间接地参与胚发育相关基因或乙烯代谢相关途径来调控桃种子发育。2、在果实接近成熟期(即盛花后94d,此时距离果实达到商品成熟期约需7d)侵染‘朝晖’果实,侵染后7d采收。沉默目的基因PpSEP1后,与对照果相比,侵染果中PpSEP1基因的转录表达被抑制;从生理表型方面,果实硬度显著高于对照,乙烯释放量及呼吸速率也受到显著抑制,果实成熟软化被延迟;从转录表达方面看,侵染果RNAi在乙烯生物合成(Pp ACS2、Pp ACO1)及信号转导关键基因(Pp EIN2,Pp ETR2,Pp EIL1,Pp EIL2,Pp ERF1a,Pp ERF1b和Pp CTR1)等均低于对照果;并且沉默目的基因PpSEP1后,无论在生理表型还是相关基因表达量方面在‘沙红’及‘朝晖’果实成熟软化期都是有相同的结果,均被明显抑制。与此同时,测定ACC相关酶(ACS及ACO),其中ACC合成酶(ACS)的活性在侵染果RNAi中大部分时期均明显低于对照果;而ACC氧化酶(ACO)的活性在侵染果RNAi中的采后第4d、14d及16d明显低于对照果,在剩余的其他时期与对照果活性变化差异不明显。综上所述,沉默PpSEP1基因推迟了桃果实成熟软化进程,PpSEP1转录因子在桃果实成熟软化过程中发挥重要调控作用。
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