棗經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,栽培面積廣泛,是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。棗果的品質(zhì)直接影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而果實(shí)成熟度與棗果品質(zhì)密切相關(guān)。乙烯被明確認(rèn)為是調(diào)控果實(shí)成熟的主要因素。目前乙烯合成相關(guān)基因以及乙烯受體基因參與果實(shí)成熟調(diào)控的研究已取得重要進(jìn)展,但對(duì)其參與果實(shí)成熟的分子調(diào)控機(jī)制尚不明確。本研究以陜西延川的“狗頭棗”果實(shí)為材料,分析其7個(gè)不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的果皮顏色的變化,輔助判斷棗果的成熟度;克隆出狗頭棗ZjACO1基因,同時(shí)在棗基因組數(shù)據(jù)庫中比對(duì)到2個(gè)同源基因ZjACO2和ZjACO3,對(duì)其啟動(dòng)子序列進(jìn)行分析,預(yù)測(cè)了潛在的相關(guān)基因,并對(duì)這些基因在狗頭棗果實(shí)發(fā)育7個(gè)不同時(shí)期的表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.棗果色差分析顯示,狗頭棗在生長(zhǎng)發(fā)育成熟過程中,果皮顏色的變化規(guī)律主要呈現(xiàn)由青色(藍(lán)綠疊加色)變棗紅色(紅黃疊加色)的過程,說明狗頭棗果實(shí)的成熟外觀表征是由青色向棗紅色變化的。2.ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3在棗果實(shí)7個(gè)不同發(fā)育期的基因表達(dá)量檢測(cè)顯示:ZjACO1-ZjACO3的相對(duì)表達(dá)量與果實(shí)成熟度呈顯著正相關(guān),ZjACO1的相關(guān)性最高。為了驗(yàn)證棗果實(shí)7個(gè)不同生長(zhǎng)發(fā)育成熟過程中ZjACO1基因的功能,利用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,建立遺傳轉(zhuǎn)化體系,誘導(dǎo)出狗頭棗轉(zhuǎn)基因愈傷組織。3.乙烯受體基因ZjERS1、ZjERS2、ZjETI、ZjETR1和ZjETR2在棗果實(shí)7個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的基因表達(dá)量結(jié)果表明:ZjETR1在狗頭棗果實(shí)中未檢測(cè)到表達(dá)量,ZjETR2與棗果成熟呈正相關(guān);ZjERS1、ZjERS2和ZjETI與果實(shí)成熟負(fù)相關(guān),這表明ZjETR2是乙烯調(diào)節(jié)棗果成熟潛在的受體基因。4.本研究從棗基因組內(nèi)分別尋找到ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的2000 bp序列作為相應(yīng)的啟動(dòng)子區(qū)域,并對(duì)其順式作用元件預(yù)測(cè)分析,顯示含有乙烯應(yīng)答元件ERE、水楊酸應(yīng)答元件TCA-element、生長(zhǎng)素應(yīng)答元件TGA-element、干旱應(yīng)答元件MBS、HD-Zip和W-box等元件。由于ERF是特異性響應(yīng)乙烯信號(hào)的轉(zhuǎn)錄因子、HD-Zip和TCP家族基因是參與逆境脅迫相應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子,因此ERF、HD-Zip和TCP三個(gè)家族基因可能作為潛在的調(diào)控ACO基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。5.ERF、HD-Zip和TCP在棗果實(shí)7個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的基因表達(dá)量結(jié)果顯示:ZjTCP19與狗頭棗果實(shí)成熟相關(guān)性較高;ZjHD-Zip1和ZjHD-Zip6表達(dá)與果實(shí)成熟呈顯著正相關(guān)(P≤0.01),ZjHD-Zip2和ZjHD-Zip4表達(dá)與果實(shí)成熟呈顯著負(fù)相關(guān)(P≤0.01),ZjERF1與狗頭棗果實(shí)的成熟呈顯著正相關(guān)(P≤0.01),完熟期稍有下降,推測(cè)ZjERF1與乙烯調(diào)控狗頭棗果實(shí)成熟有關(guān);ZjERF3與狗頭棗果實(shí)成熟呈顯著負(fù)相關(guān)(P≤0.01),推測(cè)ZjERF3可能參與了延緩狗頭棗果實(shí)成熟的調(diào)控。綜上所述,在棗果實(shí)7個(gè)發(fā)育成熟過程中,ZjACO1、ZjACO2和ZjACO3基因的表達(dá)與棗果實(shí)成熟呈正相關(guān);ZjETR2基因的表達(dá)與棗果實(shí)成熟呈正相關(guān),ZjERS1和ZjETI基因的表達(dá)與果實(shí)成熟呈負(fù)相關(guān);ZjTCP19、ZjHD-Zip1、ZjHD-Zip6和ZjERF3可能通過參與乙烯的合成或乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)控狗頭棗果實(shí)成熟。果實(shí)成熟過程并不是受單一因素的調(diào)控,本研究初步顯示狗頭棗果的成熟可能通過調(diào)控棗ACO基因的表達(dá)進(jìn)而影響乙烯的合成,并通過調(diào)控乙烯受體的表達(dá),以及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控乙烯生物合成,或其參與乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來調(diào)控果實(shí)成熟。本研究通過基因調(diào)控的策略對(duì)狗頭棗果實(shí)成熟機(jī)制進(jìn)行了初探,為狗頭棗果實(shí)的儲(chǔ)存以及保鮮提供參考依據(jù),以及為利用分子育種手段選育高品質(zhì)狗頭棗品種提供了理論參考依據(jù)。
【學(xué)位單位】：延安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S665.1
【部分圖文】：

圖 1-1 乙烯生物合成途徑Figure 1-1 Ethylene biosynthesis pathwaCC 氧化酶（ACO）催化下形成乙C 含量有著密切的關(guān)系。這在躍和 ACC 合成酶（ACS）是乙烯合吸躍變兩種不同類型的作物中，CS 催化合成反應(yīng)這一系列反應(yīng)中乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的研究尚不明烯受體，擬南芥和番茄的遺傳分。乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模型已通過模式與 ETR 受體結(jié)合后，與受體下端復(fù)合體；位于 CTR 受體下端的

析O 基因家族系統(tǒng)發(fā)育分析棗 ZjACO 基因的進(jìn)化關(guān)系以及所具有的功能（如圖 2-發(fā)現(xiàn)棗 ZjACO1 和 ZjACO2 與番茄 LeACO4 和 LeACO在一起，推測(cè) ZjACO1 和 ZjACO2 與 LeACO4 和 LeACO化上可能經(jīng)歷了相同的歷程且可能具有相似的功能果實(shí)的成熟其表達(dá)量不斷地增加；LeACO2 在果實(shí)中不達(dá)較高，隨著果實(shí)的成熟表達(dá)量受到抑制；LeACO4 在著果實(shí)的成熟表達(dá)量下降；LeACO5 在果實(shí)中的表達(dá)模式CO1 和 ZjACO2 可能在果實(shí)成熟中扮演著重要的作用，Z，但具體模式尚不清楚。

第二章 狗頭棗 ZjACO1 基因克隆與表達(dá)分析2.3.2 ZjACO 基因家族啟動(dòng)子序列分析對(duì)冬棗 ZjACO1-ZjACO3 基因 2000 bp 的啟動(dòng)子序列進(jìn)行分析（圖 2-2），棗ZjACO1 包括 4 個(gè)乙烯應(yīng)答元件 ERE、1 個(gè)水楊酸應(yīng)答元件 TCA-element、1 個(gè)生長(zhǎng)素應(yīng)答元件 TGA-element、2 個(gè)干旱應(yīng)答元件 MBS、1 個(gè)葉肉細(xì)胞相關(guān)的元件 HD-zip（CAAT(A/T)ATTG）、4 個(gè) DNA 綁定元件 Box、W-box 和 4 個(gè)厭氧感應(yīng)元件 ARE。ZjACO2 含有 1 個(gè)乙烯應(yīng)答元件 ERE、2 個(gè)茉莉酸甲酯應(yīng)答元件 CGTCA-motif、1個(gè)干旱應(yīng)答元件和 2 個(gè) B-box 應(yīng)答元件。ZjACO3 含有 3 個(gè)乙烯應(yīng)答元件 ERE、1個(gè)水楊酸應(yīng)答元件 TCA-element、1 個(gè)脫落酸應(yīng)答元件和 1 個(gè) W-box 應(yīng)答元件。根據(jù)啟動(dòng)子元件分析，推測(cè)狗頭棗 ZjACO1、ZjACO2 和 ZjACO3 與棗果生長(zhǎng)抗逆過程和果實(shí)發(fā)育成熟過程有密切的關(guān)系。
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本文編號(hào)：2879851