五葉草莓色素合成的基因調(diào)控與香味分析.pdf

1、鳳梨草莓是薔薇科草莓屬多年生草本植物，其營養(yǎng)價值極高，富含豐富的維生素C、花青素等，極受市場歡迎。鳳梨草莓以體大、顏色鮮艷著稱，但香味較淡。五葉草莓是一種具有較強的抗病性和抗寒性野生草莓，其果實有紅色和白色兩種。五葉草莓的紅果果實香味較淡，而白果果實香味濃郁。本論文以五葉草莓為材料，通過轉(zhuǎn)錄組測序、定量PCR、RNAi干涉等手段對五葉草莓色素及香味合成的相關(guān)基因表達調(diào)控進行了分析，利用GC-MS等技術(shù)手段對五葉草莓紅白果的香味物質(zhì)進行了

2、分析，以期為草莓新品種的選育提供理論基礎。
　　本文結(jié)果如下:
　　1.五葉草莓紅白果之間顯著差異表達基因有2271個，其中在紅果中顯著上調(diào)的基因有1164個，下調(diào)的基因有1107個，這些差異基因大部分集中在植物的次級代謝通路上。色素合成途徑共發(fā)現(xiàn)33個差異表達基因，其中顯著差異表達的共有15個，在紅果中顯著上調(diào)的基因有CHI，DFR,ANS1，UFGT,bHLH94;顯著下調(diào)的基因有F3H，ANS2，ANR，MYB28,b

3、HLH18。
　　2.比較了微波萃取、超聲萃取、室溫浸提三種常用的色素萃取方法，發(fā)現(xiàn)微波萃取相比超聲萃取、室溫浸提，雖然效率更高，但在一定條件下，會導致色素的降解，其中，影響色素降解最大的因素為萃取溫度，其次為萃取時間。雖然在高溫長時間萃取條件下，色素會有所降解，但對萃取物的抗氧化能力卻沒有影響。為真實的體現(xiàn)草莓果實中色素的情況，采用室溫浸提提取草莓色素，并對萃取溶劑、萃取劑濃度、酸濃度、萃取時間、料液比等萃取條件進行了優(yōu)化，最優(yōu)

4、條件為:萃取劑為75％甲醇±1％鹽酸;料液比為1∶6(m/v);萃取時間40小時;在該條件下，草莓色素的萃取得率為:13.78±2.40mg/100g FW。
　　3.對五葉草莓紅白果實發(fā)育過程中色素含量及色素合成相關(guān)基因表達的相關(guān)關(guān)系進行了分析，發(fā)現(xiàn)果實發(fā)育過程中，結(jié)構(gòu)基因CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、UFGT及轉(zhuǎn)錄因子MYB10均隨色素的增加而增加，而F3'H隨黃酮含量增加而增加，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，在五葉草莓紅果果實發(fā)育

5、期間，花青苷含量與CHS、CHI、DFR和MYB10的表達呈現(xiàn)顯著相關(guān)，而F3H、F3'H和ANS的表達與色素的相關(guān)性不顯著。類黃酮含量與F3'H基因表達顯著相關(guān)。在五葉白草莓發(fā)育期間，沒有基因表達與色素及類黃酮含量呈現(xiàn)顯著相關(guān)性。
　　4.克隆了色素合成途徑中的關(guān)鍵基因DFR的序列，DFR的cDNA序列長1050bp，編碼349個氨基酸，分子量為38.992kDa，等電點為6.2，進化樹分析發(fā)現(xiàn)FpDFR同其它草莓物種接近，DF

6、R的二級結(jié)構(gòu)主要由β-折疊構(gòu)成，然后是α-螺旋和無規(guī)則卷曲。DFR基因的gDNA長度為2080bp，由五個內(nèi)含子分開，同森林草莓(F.vesca)有95％的同源性，對9個紅果及9個白果的DFR的gDNA序列進行了SNPs分析，共發(fā)現(xiàn)27個SNPs，其中70.4％位于內(nèi)含子，29.6％位于外顯子，在外顯子中，12.5％的SNPs為無義突變，其它為同義突變，這其中，一個無義突變SNP同紅果顏色表現(xiàn)為極顯著相關(guān)性，另外兩個同義突變SNPs同白

7、果顏色特征表現(xiàn)為顯著相關(guān)性。
　　5.構(gòu)建了MYB10的干擾載體，將其轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌，侵染草莓紅果果實，RNAi干擾實驗顯示MYB10基因表達在干擾之后下降46％，對應的是CHS、DFR、ANS、UFGT等結(jié)構(gòu)基因的表達顯著下調(diào)，其中DFR下調(diào)極顯著;除這些下調(diào)基因外，還發(fā)現(xiàn)CHI、F3H和F3'H表達在干擾紅果中上調(diào)。色素測定發(fā)現(xiàn)，干擾后的果實色素含量下降26.5％，下降顯著，但類黃酮含量卻沒有發(fā)生顯著變化。
　　6.五葉草莓

8、（F.pentaphylla）果實中共確定103種揮發(fā)性物質(zhì)，而在栽培草莓（F.×ananassa）中發(fā)現(xiàn)71種揮發(fā)性物質(zhì)，五葉草莓白果果實中最主要的香味成分為4-甲氧基-2，5二甲基-3(2H)呋喃酮(DMF)，2-甲基丁酸，2-己烯醛，(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯，己醛。五葉草莓紅果果實中主要香味成分為反式2-己烯醛，5-甲基-1-己醇，(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯，2-己烯醇，DMF。栽培草莓主要成分為丁酸乙酯，2-己烯醛