【摘 要】
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前期通过喷施外源活性氧(H_2O_2)对‘巨峰’葡萄幼果处理结果表明,H_2O_2处理能够促进‘巨峰’葡萄果实提早成熟。本研究进一步用不同浓度的H_2O_2喷施于‘巨峰’葡萄幼果后,通过分析其对‘巨峰’葡萄果实生长发育以及对果实内活性氧代谢的影响,并利用转录组测序探究H_2O_2处理促进‘巨峰’葡萄果实成熟的分子基础,为深入研究葡萄果实成熟调控机理奠定基础。其主要结果如下:1.100、300和50
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前期通过喷施外源活性氧(H2O2)对‘巨峰’葡萄幼果处理结果表明,H2O2处理能够促进‘巨峰’葡萄果实提早成熟。本研究进一步用不同浓度的H2O2喷施于‘巨峰’葡萄幼果后,通过分析其对‘巨峰’葡萄果实生长发育以及对果实内活性氧代谢的影响,并利用转录组测序探究H2O2处理促进‘巨峰’葡萄果实成熟的分子基础,为深入研究葡萄果实成熟调控机理奠定基础。其主要结果如下:1.100、300和500 mmol/L H2O2处理均能促进‘巨峰’葡萄果实提早成熟,其中300 mmol/L H2O2处理效果最好;与对照相比,300 mmol/L H2O2处理促进‘巨峰’葡萄果实提早成熟20天。2.H2O2处理对‘巨峰’葡萄果实内ROS的代谢及相关生理指标都有一定的影响。不同浓度的H2O2处理对葡萄果粒的直径都有影响。在花后55天至70天,300 mmol/L H2O2处理中果粒直径均显著高于对照和其他浓度的处理。在花后45天,不同浓度的H2O2处理果粒的硬度显著高于对照。在花后70天,300mmol/L H2O2处理果粒的硬度显著低于对照和其他浓度处理。在花后35天和70天,300 mmol/L H2O2处理SOD(superoxide dismutase)活性显著高于对照;在花后65天,300 mmol/L H2O2处理花青苷、可溶性固形物、蔗糖和H2O2含量以及纤维素酶和果胶酶活性均显著高于对照;在花后35天,300 mmol/L H2O2处理NOX(NADPH oxidase)活性显著高于对照;在花后55天,300 mmol/L H2O2处理中O2产生速率显著高于对照;与对照相比,不同浓度的H2O2处理均能提高As A(ascorbic acid)的含量。3.对300 mmol/L H2O2处理的‘巨峰’葡萄果实样品进行转录组测序;通过对转录组测序结果的统计分析发现,在对照和处理中分别有40568和40591个基因表达;进一步通过韦恩图分析发现在对照和处理中各个时期共同表达的基因分别有9035和3922个基因。为了明确对照和处理各个时期基因的表达趋势进行TCseq(Time Course sequencing)分析;TCseq分析发现除了与叶绿素结合和光合作用有关的基因之外,其他基因表达趋势基本相似;根据p<0.05和|Log2Fold Change|>1的筛选条件在转录组测序中共筛选到1089个差异基因,其中有406个基因上调,683个基因下调;进一步对这些差异基因进行GO(Gene Ontology)富集和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析发现富集到了一些与叶绿素结合和光合作用有关的通路或者功能。为了明确葡萄果实发育过程中基因之间的调控网络进行了WGCNA(Weighted Gene Co-expression Network Analyses)分析,筛选出一些关键的模块并且通过hub基因分析明确模块内基因的互作网络关系,从而确定hub基因。通过TCseq分析、GO富集分析、KEGG通路分析、差异基因表达分析和WGCNA分析,筛选出与氧化应激(HSP)、细胞壁去乙酰化(GDSL)、细胞壁降解(XTH)、光合作用(CAB1)相关的显著差异表达的基因和hub基因,并且通过荧光定量验证其表达情况。综上所述,不同浓度的H2O2处理均能促进‘巨峰’葡萄果实提早成熟,尤其是300 mmol/L H2O2处理效果最好;300 mmol/L H2O2处理通过对氧化应激基因(HSP)、细胞壁去乙酰化基因(GDSL)、细胞壁降解基因(XTH)以及光合作用通路上基因的表达影响,从而促进了‘巨峰’葡萄果实提早成熟。
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