论文部分内容阅读
枣(Ziziphus jujuba Mill.)是原产于中国的传统果树,根据用途主要分为制干枣和鲜食枣两个类型,二者的成熟过程存在差异,研究其果实成熟软化过程中的质地变化、细胞壁代谢及其基因表达特性具有重要意义。本研究以鲜食枣‘冬枣’、制干枣‘木枣’和‘骏枣’为材料,测定了果实成熟和软化7个时期及采后常温条件下30d内的硬度、含水量、细胞壁物质(果胶和纤维素)含量及相关酶类(多聚半乳糖醛酸酶PG、果胶酯酶PE和纤维素酶Cx)活性;利用冬枣和骏枣基因组和转录组数据,筛选了不同成熟时期与细胞壁代谢相关的差异基因;并基于基因注释选择15个细胞壁代谢基因以实时荧光定量PCR验证其在枣果实各个发育时期的表达量。主要取得以下研究结果:(1)鲜食枣冬枣在成熟过程中,硬度和含水量无显著变化,PG、PE与果胶的降解和果实成熟相关性较强,PG和Cx酶对冬枣采后的非自然软化具有显著影响。木枣和骏枣作为制干枣,脆熟期之后具有一个自然软化的完熟过程。与冬枣相比,木枣在成熟过程中果胶(包含原果胶和可溶性果胶)和纤维素降解特性与冬枣不同,果胶和纤维素降解发生在完熟期(冬枣在脆熟期)。PG和PE对于木枣和冬枣各自成熟关键期作用显著,PE对于木枣的软化具有前导作用,Cx对木枣成熟期作用比冬枣更显著,对冬枣采后软化作用比木枣更显著。(2)筛选出与枣果实细胞壁物质和酶类代谢的差异表达基因共107个,包含果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶类等3大类、11个基因家族,其中1个PG基因、6个PE基因、7个纤维素相关酶基因和8个半纤维素相关酶基因的表达水平与酶活性变化具有一致性。通过基因表达研究,骏枣果实细胞壁代谢物质与相关酶类及基因表达水平间具有较大相关性;PG基因为软化非关键因子,PE基因具有软化前导作用,纤维素酶各基因联合调控果实成熟软化,其中β-葡萄糖苷酶基因β-Glu40对于枣果实成熟后期的软化具有关键调控作用。本研究深化了对枣果实成熟和软化期细胞壁代谢机制的理解,揭示了鲜食枣与制干枣成熟过程的细胞壁物质及酶类生理和分子调控的不同机制,为深入探究枣果实成熟调控提供了理论基础,也为鲜食枣的成熟采收与保鲜、制干枣的成熟采收及其干制处理提供了理论依据。