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衰老是植物生长发育过程中最后一个必经阶段,也是在对环境应答反应中一个必要和主动的过程。采后果实仍然是一个活的有机体,在采后的贮藏过程中会出现果实品质降低、软化现象,这是一个自我消耗的衰老过程,受到了大量衰老相关基因的调节和控制。目前,大多数对采后果实衰老的研究都集中在呼吸跃变型果实,对于非呼吸跃变型果实采后衰老的研究相对较少,而且主要是对少数可能调控基因的克隆,对整个非呼吸跃变型果实衰老的分子调控机制的研究还有待深入。基于上述研究现状,本实验以非呼吸跃变型果实草莓为材料,研究了不同贮藏条件下采后草莓果实的衰老情况、通过高通量miRNA测序和降解组测序,获得了大量miRNA和靶基因,并针对调控衰老过程的miR164及其靶基因NAC87和NAC-super family分别构建表达载体和干涉载体,转化草莓植株,观察其表型变化,进一步研究miR164与NAC87和NAC-super family在采后草莓果实衰老过程中的调控机制。 本实验主要研究内容及结果如下: 1、通过miRNA测序技术,分析得到了88个可以比对到草莓基因组的新的miRNA,其中16个是由可以比对到草莓基因组的miRNA前体得到,72个是由新的miRNA前体得到,另外通过预测的miRNA前体发夹结构还得到了1224个新的miRNA。 2、通过降解组测序,分析得到了53个miRNA的靶基因,它们分别是由16个已知的miRNA家族和18个预测的miRNA家族剪切控制的。这53个靶基因参与了26种细胞成分的形成,54种细胞中分子功能的行使,61种生物体内的调节过程。 3、在研究可能参与采后草莓果实衰老过程的miRNA时,分析不同的实验组,以4℃0h为参照,发现4℃24 h实验组中有108个miRNA的表达上调,113个miRNA的表达下调,4℃48 h实验组中有139个miRNA的表达上调,114个miRNA的表达下调。这些表达发生变化的miRNA可能参与了采后非呼吸跃变型果实草莓的衰老。 4、为获取草莓转基因受体材料,本实验研究了不同激素种类、配比对草莓叶片愈伤组织形成的影响。经过大量正交实验,发现2.0 mg/L6-BA+0.2 mg/LNAA和2.0 mg/L TDZ+0.2 mg/L NAA的激素配比对草莓叶片愈伤组织的诱导率最高,并且经过7天的暗培养后更有利于愈伤组织形成,后期更容易分化成芽。 5、对采后野生型草莓果实在不同贮存条件下的腐烂情况进行了统计分析,发现相同时间下,20℃条件下保存的草莓果实明显比4℃条件下的腐烂情况严重,由此可见适当的低温有利于延缓采后草莓果实的衰老。 6、分别对不同处理条件下的草莓果实中的miR164、NAC87和NAC-superfamily进行荧光定量分析,发现随着草莓果实的衰老,NAC87和NAC-superfamily的表达量整体上呈增加的趋势,相对应调控它们的miR164f和miR164d分别呈增加和降低的趋势。 7、构建miR164表达载体,NAC87和NAC-super family表达载体和干涉载体,转化草莓,获得转基因植株,观察后代表型变化。进一步分析miR164与NAC87和NAC-super family之间的调控关系,以及它们在采后草莓果实衰老中的调控作用。