不同质构甜瓜果实成熟软化的转录组分析及xth基因研究

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1、不同质构甜瓜果实成熟软化的转录组分析及XTH基因研究TranscriptomeAnalysisofMelon(CucumismeloL.)FruitwithDifferentTextureDuringRipeningandStudyonXTHGenes专业：遗传学作者姓名：李三培指导教师：刘莉副教授天津大学环境科学与工程学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要果肉质地对其口感及贮藏、运输和货架期等具有重要影响。质地特性在果实等成熟过程中形成，各种生化过程及分子

3、调控伴随其中。甜瓜变种丰富，不同甜瓜果实质地差异较大，但是影响其质地的重要生物学过程仍不甚清楚。本研究对不同质地甜瓜在成熟软化过程中的部分生化过程及转录组数据进行分析，以期阐明影响甜瓜果肉质地的因素。主要研究结果如下：1.对不同口感甜瓜果实成熟过程中细胞结构进行观察，发现不同口感甜瓜果实组织细胞结构存在差异，且与其质地参数显著相关。细胞形态学参数与质地参数的相关性结果显示细胞大小参数面积、周长、长度和宽度均与黏着性呈显著或极显著正相关（0.951*~0.983**），面积与TPA硬度及脆性呈显著负相关（分别为-0.910*和-0.926*），长度和宽度也与脆性显著负相

4、关（分别为-0.884*和-0.894*），表明细胞越小，甜瓜果肉越硬。另外，细胞形状参数圆度与黏着性也存在显著相关性（0.936*）。2.对不同口感甜瓜果实成熟过程中细胞壁组分及酶活性进行测定，发现在成熟过程中可溶性果胶和离子型果胶含量不断增加，共价结合果胶、纤维素及半纤维素含量不断减少，但不同口感甜瓜果实的各细胞壁组分含量存在较大差异；而不同细胞壁酶活性的变化趋势存在差异，在不同口感甜瓜果实成熟期的酶活性也不同。成熟期甜瓜果实硬度与细胞壁组分及酶活性的相关关系表明：TPA硬度、黏着性和脆性均与纤维素含量显著相关（分别为0.788*、-0.886**和0.863*）

5、；质地参数也均与纤维素酶活性呈显著或极显著相关关系（0.838*~0.940**），表明纤维素及其降解酶活性在甜瓜果肉质地差异中起到关键作用。3.对两个口感显著差异的甜瓜材料在成熟过程的转录组测序数据进行分析，发现可能与果实成熟软化有关的基因大多与细胞壁有关，如编码多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶和β-半乳糖苷酶等蛋白的基因与细胞壁降解有关，其高表达可促进果实软化；而编码半乳糖醛酸基转移酶、木葡聚糖内转糖基/水解酶和纤维素合成酶等基因高表达时果实硬度较高；还有一些编码钙结合蛋白、水通道蛋白和细胞壁结构蛋白等基因的高表达也可能有助于细胞壁结构的维持。此外，植物激素有关基因，

6、如ACO1以及MYB、bHLH和WRKY转录因子也可能与甜瓜果肉质地有关。4.对从转录组测序数据中筛选得到的7个木葡聚糖内转糖基/水解酶（xyloglucanendotransglycosylase/hydrolase，XTH）蛋白序列和其基因在P10、417和Charentais果实不同成熟期及根、茎、叶和花中的表达进行了分析。结果I表明MELO3C014468、MELO3C026755、MELO3C017481和MELO3C017478可能具有木葡聚糖内切转糖基酶（XET）活性，其编码基因的高表达可能有助于维持细胞壁结构，其中MELO3C026755基因可能在果实

7、质构变化中起着重要作用；MELO3C003441、MELO3C005245和MELO3C018292可能具有XET和木葡聚糖水解酶（XEH）活性，其中MELO3C003441可能在甜瓜果肉质地中具有非常重要的作用。关键词：甜瓜；果肉质地；细胞形态；细胞壁；转录组；XTH基因IIABSTRATFruittexturehasasignificantimpactonitstaste,storage,transportationandshelflife.Textureareformedduringfruitripeninginwhichalongwithav