棗果實成熟軟化的細胞壁物質(zhì)代謝及其基因表達研究.pdf

1、棗（Ziziphus jujuba Mill.）是原產(chǎn)于中國的傳統(tǒng)果樹，根據(jù)用途主要分為制干棗和鮮食棗兩個類型，二者的成熟過程存在差異，研究其果實成熟軟化過程中的質(zhì)地變化、細胞壁代謝及其基因表達特性具有重要意義。本研究以鮮食棗‘冬棗’、制干棗‘木棗’和‘駿棗’為材料，測定了果實成熟和軟化7個時期及采后常溫條件下30d內(nèi)的硬度、含水量、細胞壁物質(zhì)（果膠和纖維素）含量及相關(guān)酶類(多聚半乳糖醛酸酶PG、果膠酯酶PE和纖維素酶Cx)活性;利用冬

2、棗和駿棗基因組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，篩選了不同成熟時期與細胞壁代謝相關(guān)的差異基因;并基于基因注釋選擇15個細胞壁代謝基因以實時熒光定量PCR驗證其在棗果實各個發(fā)育時期的表達量。主要取得以下研究結(jié)果:
　　(1)鮮食棗冬棗在成熟過程中，硬度和含水量無顯著變化，PG、PE與果膠的降解和果實成熟相關(guān)性較強，PG和Cx酶對冬棗采后的非自然軟化具有顯著影響。木棗和駿棗作為制千棗，脆熟期之后具有一個自然軟化的完熟過程。與冬棗相比，木棗在成熟過程中果膠

3、（包含原果膠和可溶性果膠）和纖維素降解特性與冬棗不同，果膠和纖維素降解發(fā)生在完熟期（冬棗在脆熟期）。PG和PE對于木棗和冬棗各自成熟關(guān)鍵期作用顯著，PE對于木棗的軟化具有前導作用，Cx對木棗成熟期作用比冬棗更顯著，對冬棗采后軟化作用比木棗更顯著。
　　(2)篩選出與棗果實細胞壁物質(zhì)和酶類代謝的差異表達基因共107個，包含果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶類等3大類、11個基因家族，其中1個PG基因、6個PE基因、7個纖維素相關(guān)酶基因和8

4、個半纖維素相關(guān)酶基因的表達水平與酶活性變化具有一致性。通過基因表達研究，駿棗果實細胞壁代謝物質(zhì)與相關(guān)酶類及基因表達水平間具有較大相關(guān)性;PG基因為軟化非關(guān)鍵因子，PE基因具有軟化前導作用，纖維素酶各基因聯(lián)合調(diào)控果實成熟軟化，其中β-葡萄糖苷酶基因β-Glu40對于棗果實成熟后期的軟化具有關(guān)鍵調(diào)控作用。
　　本研究深化了對棗果實成熟和軟化期細胞壁代謝機制的理解，揭示了鮮食棗與制干棗成熟過程的細胞壁物質(zhì)及酶類生理和分子調(diào)控的不同機制，