桃果实中类胡萝卜素合成基因的克隆及其对蓝光的响应机制研究

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1、学校代码：10264研究生学号：M120250544上海海洋大学硕士学位论文桃果实中类胡萝卜素合成基因的克隆及题目：其对蓝光的响应机制研究MolecularCloningandExpressionof英文题目：CarotenogenicGeneswhichResponsestoBlueLightinPeachFruit专业：食品工程（全日制）研究方向：果实采后生理与分子生物学姓名：梁敏华指导教师：杨震峰教授二O一五年六月二日上海海洋大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经明确注明和引用的内

2、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：2015年6月2日上海海洋大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权上海海洋大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密学位论文作者签名：指导教师签名：日期：2015年6

3、月2日日期：2015年6月2日上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名工作单位职称备注潘道东宁波大学教授主席王强浙江大学宁波理工学院教授委员吴月燕浙江万里学院教授委员施佩浙江万里学院讲师秘书浙江万里学院答辩地点答辩日期2015年6月2日生物与环境学院会议室上海海洋大学硕士学位论文桃果实中类胡萝卜素合成基因的克隆及其对蓝光的响应机制研究摘要桃（PrunuspersicaL.）原产于我国，是栽培历史悠久的果树种类之一。成熟的桃果实中富含一系列复杂的植物次生代谢类物质,如酚酸类、黄酮醇类、黄烷-3-醇类、花色苷类和类胡萝卜素等。其中类胡萝卜素既是桃果实中抗氧化物质的主要成分，也是影响桃果实色泽

4、的主要因素之一。本文以桃果实为试验材料，以果实类胡萝卜素合成代谢途径为核心内容，探讨在不同品种桃果实的不同发育组织、不同成熟阶段以及采后蓝光处理过程中类胡萝卜素的积累及其合成途径中相关基因（PpFPPS、PpGGPPS、PpPSY、PpPDS、PpZDS、PpbLCY和PpbHY）的表达之间的关系，以期为桃果实类胡萝卜素合成及着色调控提供依据。此外，为了揭示蓝光对类胡萝卜素合成的调控机制，分别从桃果实中克隆了2个蓝光受体（向光素和隐花色素）基因的cDNA全长序列并进行表达分析。研究结果分述如下：（1）利用RT-PCR结合RACE的方法，从桃果实中克隆了上述7个类胡萝卜素合成途径中相关基因的cD

5、NA全长序列。序列和生物信息学分析结果表明：PpFPPS和PpGGPPS均含有典型的天冬氨酸富集区FARM和SARM；PpPSY的鲨烯合酶特异识别区域和八氢番茄红素合成酶特异识别区域为PSY特有功能区域；PpPDS编码的氨基酸N-端第108-138位氨基酸残基为二核苷酸结合域，C-端第527-546位氨基酸残基为类胡萝卜素结合域；PpZDS的N-端第64-94个氨基酸残基为ZDS特征序列域，同属于NAD_binding_8超级家族；PpbHY序列上存在着两组模体为“HXXXXH”+“HXXHH”（X为任意氨基酸）的保守组氨酸序列。（2）“金丽”和“湖景”品种嫩芽中的β-胡萝卜素、叶黄素和玉米黄

6、素含量较高。类胡萝卜素合成相关基因在“金丽”苞、花、芽、软核果和硬核果中的表达总体上要高于“湖景”。在不同成熟阶段的“金丽”桃果实中，β-胡萝卜素和叶黄素含量较多。类胡萝卜素合成相关基因在中果皮中的表达趋势与桃果实总胡萝卜素、β-胡萝卜素和叶黄素变化一致。果实膨大期后，PpFPPS和PpGGPPS在外果皮中的表达显著高于中果皮。PpPDS表达水平与总类胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-隐黄素、玉米黄素和叶黄素含量呈显著正相关。PpbHY表达水平与β-胡萝卜素和叶黄素含量呈显著正相关。这表明PpFPPS、PpGGPPS、PpPDS和PpbHY可能是调控桃果实类胡萝卜素合成与积累的关键基因。I上海海洋大

7、学硕士学位论文（3）经1-MCP（10μL/L）处理的桃果实，类胡萝卜素合成相关基因的表达受2到明显抑制，但这种抑制效应因为随后的蓝光处理（40μmol/ms）而得到了有效缓解。除PpFPPS外，其他类胡萝卜素合成相关基因在贮藏第10天后表达量均显著增高，这表明其诱导了类胡萝卜素的生物合成与积累。（4）利用RT-PCR结合RACE的方法，从桃果实中克隆了向光素基因PpPHOT1以及隐花色素基因Pp