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‘皇冠’李果实空腔褐变与木质素积累的关系及其4CL基因家族鉴定 被引量：1
1
作者 李建昆 彭超 +8 位作者 张子扬 梁茜 魏鸣康 杨强 李斌奇 Muhammad Moaaz Ali viola kayima 陈发兴 邓红红 《中国农业科学》 北大核心 2025年第4期759-778,共20页
【目的】明确柰李果实空腔褐变的发生规律,探索柰李果实空腔褐变与木质素积累的关系;并进行木质素生物合成途径的关键基因4CL基因家族鉴定与分析,为后续研究柰李果实空腔褐变的调控、防治和分子机制奠定基础。【方法】以‘皇冠’李盛花... 【目的】明确柰李果实空腔褐变的发生规律,探索柰李果实空腔褐变与木质素积累的关系;并进行木质素生物合成途径的关键基因4CL基因家族鉴定与分析,为后续研究柰李果实空腔褐变的调控、防治和分子机制奠定基础。【方法】以‘皇冠’李盛花后10、25、40、55、70和85 d的果实为试材,研究果实空腔褐变的发生规律。采用石蜡切片观察组织结构变化,气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry)技术明确木质素单体类型,紫外分光光度计测定木质素含量和木质素生物合成相关酶活性,qRT-PCR技术分析基因表达。结合NCBI、TBtools、MEME、MEGA11、SOPMA、SWISS-MODEL和PlantCARE等软件进行4CL基因家族的鉴定与分析。【结果】‘皇冠’李果实空腔始于转色期,成熟期空腔褐变率达到37.73%,转色期和成熟期空腔褐变果的果形指数显著高于非空腔褐变果。石蜡切片结果显示,空腔褐变部位的果肉被番红溶液染成红色,空腔褐变面积随果实发育增大。果肉木质素总量随果实发育逐渐增加,空腔褐变果的木质素总量极显著高于非空腔褐变果(P<0.001)。空腔褐变果的木质素单体主要包括愈创木基丙烷(22.6%)和紫丁香基丙烷(10.8%)。果实发育期,空腔褐变果的4CL和PAL酶活性均显著高于非空腔褐变果。空腔褐变果的8个Ps4CL表达均高于非空腔褐变果,2个PsPAL在空腔和非空腔褐变果的表达趋势基本一致,转色期空腔褐变果的PsPAL表达略高于非空腔褐变果。Ps4CL1、Ps4CL2、Ps4CL7和Ps4CL8可能参与李果肉木质素生物合成,Ps4CL基因家族均含内源激素类响应元件。共线性分析显示,李与拟南芥存在2对4CL同源基因,与桃有8对4CL同源基因。通过构建互作网络,鉴定到核心枢纽基因Ps4CL5、Ps4CL7和Ps4CL8,都分别至少有30个共表达基因。qRT-PCR结果表明,Ps4CL基因表达呈现组织特异性和时空特异性。【结论】‘皇冠’李果实空腔褐变发生的关键时期为转色期,明确了木质素总含量和单体类型、木质素生物合成相关酶活性及关键基因表达的变化,WGCNA鉴定到关键基因参与木质素生物合成途径。 展开更多
关键词 柰李 果实空腔褐变 木质素生物合成 酶活性 4CL基因家族
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