番茄不成熟基因nor的aflp分子标记研究进展

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1、番茄不成熟基因nor的AFLP分子标记研究进展 番茄果实成熟后很快变软．不耐贮藏和运输．销售旺季大量番茄腐烂变质，造成很大的损失。据报道．每年番茄采后损耗量占总产量的15％~20％。采收绿熟果实虽可以提高耐贮运性，但果实风味较差，着色不匀，品质下降。所以．长期以来人们一直盼望能培育出一种既能延长贮藏时间．又可保持其优良品质的番茄新品种。利用番茄成熟突变体中的不成熟基因培育耐贮品种．是提高番茄果实货架寿命．延长番茄贮藏期的一种途径。1  番茄不成熟基因的研究进展1．1番茄不成熟基因的发现不成熟基因nor(non-ripening)为单个隐性基因．位于第10条染色体

2、上，由加拿大安大略园艺研究所的Kerr在ItaJianWinter品种中获得．与位于第10S一19的果实均匀着色突变体u(unifornripening)紧密连锁(大约3．5个遗传单位)。1．2含不成熟基因番茄的特点近年来，番茄育种专家先后发现了多种番茄成熟突变体．如永不成熟基因Nr(neverripe)、成熟抑制基因rin(ripen—inginhibitor)、不成熟基因nor(non-ripening)及晚成熟基因a／c(alcobaca)等，它们的共同特性是果实成熟过程非常缓慢．产生很少的番茄红素．果实硬度大．不产生或产生微量果实软化酶——多聚半乳糖醛酸

3、酶(PG)，成熟过程无呼吸跃变。果实在常温下可贮藏2-3个月不腐烂。但对番茄的品质特性有副作用。1．2．1nor突变体及其杂合体的呼吸特点  据报道．番茄成熟突变体rin、nor果实均属于无呼吸跃变型．主要表现在从绿熟期采收到贮藏1个多月．番茄乙烯含量和呼吸强度均很低，属于细胞质遗传例。番茄正常成熟果实在采后3～4d迅速达到呼吸高峰，而nor突变体果实无呼吸高峰。杂合体(nor+/nor)果实呼吸行为与正常果实不同．从呼吸高峰前期呼吸率最低点到呼吸高峰时间延长。呼吸高峰前期最小值和高峰呼吸率分别只有正常成熟果实的65％和45％(图1)。1．2．2果实果胶溶解酶、

4、多聚半乳糖醛酸酶的活性变化  番茄果实硬度是果实品质构成要素之一．与采后贮运特性有密切关系．因此保持番茄硬度是提高番茄货架寿命的有效途径。魏宝东等㈣认为．果肉硬度与不溶性果胶呈极显著正相关．与可溶性果胶呈极显著负相关。不溶性果胶含量越高．果实越硬．则货架寿命越长，因此不溶性果胶含量是影响果实硬度进而影响货架寿命的最直接内因。使果胶降解而影响果实硬度的酶主要有果胶甲酯酶(PE)和PG。PE可将酯化的果胶变成果胶酸．PG能催化富含多聚半乳糖醛酸酶的果胶质水解．使解离的水溶性细胞壁组成遭受不同程度的降解，导致果实软化．硬度下降。正常果实在成熟期间迅速变软．软化与着色速

5、度相一致，采收后l周内硬度下降最快。杂合体(nor+／nor)果实软化比正常果实晚4~5周．着色比正常果实晚2-3周。    nor／nor及nor+／nor果实内的果胶溶解酶、多聚半乳糖醛酸酶的活性被全部和部分抑制．果实中果胶的溶解受到影响．从而改变了果实的正常软化过程。研究报道突变体(nor／nor)果实中没有多聚半乳糖醛酸酶(PG)．而杂合体果实转色后PG积累缓慢(表1)。同时经过对多种成熟突变体特性的分析、鉴定．发现nor突变体基因材料在室温下可贮藏2个多月。果实在转色期采收贮藏．最终果实颜色呈橙黄色，且品质与正常番茄相近．正常果实着色后4dPG活性提高

6、。而在nor+／nor果实中则未出现PG。转色后第10天．正常果实已进入成熟阶段，nor+／nor果实仍很硬，表现出少量PG，仅为同时期正常果实的1／6。1．2．3含不成熟基因番茄的细胞超微结构特点据刘愚等114-15]报道．果皮细胞中作为核质之间物质和信息交换重要通道——核孔．其数量和大小在番茄成熟过程中发生显著变化．同时与乙烯的生成有着密切的联系。正常果实近表皮薄壁细胞大而扁长：而nor／nor果实近表皮薄壁细胞形状小且圆．细胞排列形状也较为紧密；nor+／nor果实的薄壁细胞大小、扁圆程度居中。这一结构特点说明nor／nor及nor+／nor果实的耐贮、抗

7、压能力强于正常果实。1．2．4含不成熟基因番茄的耐贮性特点  果实耐贮性是番茄果实主要性状之一．目前主要通过2种途径延长番茄的贮存期：一是通过提高PG的活性来抑制细胞壁果胶的降解，使果实抗软化：另一种是通过抑制乙烯的合成．提高果实耐受“成熟过度”的能力。经过对多种成熟突变体特性的分析、鉴定．发现nor突变体基因材料在室温下可贮藏2个多月．果实在转色期采收贮藏。最终果实颜色呈橙黄色．且品质与正常番茄相近。陆春贵等目的研究为不成熟基因对番茄果实货架寿命的影响提供了有力的证据：在突变体材料alc，rin，nor中，rm番茄果实贮藏指数最高．其次是nor和alc。正常成

8、熟的品种，一般仅能贮藏1