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西瓜属4种近缘种果肉质地特征及相关基因表达分析

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西瓜属4种近缘种果肉质地特征及相关基因表达分析

作者：李钰婷东北农业大学

学位级别：硕士

西瓜甘甜多汁,不仅含有大量的水分,也有一定的营养价值,含有蛋白质、钙、磷、铁、钾、果糖、多种维生素、茄红素以及人体必需的氨基酸等。随着人们生活水平的日益提高,消费者对西瓜品质的要求也越来越高。果肉硬度影响口感,肉质太硬,汁... 详细信息

西瓜甘甜多汁,不仅含有大量的水分,也有一定的营养价值,含有蛋白质、钙、磷、铁、钾、果糖、多种维生素、茄红素以及人体必需的氨基酸等。随着人们生活水平的日益提高,消费者对西瓜品质的要求也越来越高。果肉硬度影响口感,肉质太硬,汁液偏少,口感变差;肉质过于酥松,口感绵软,爽口度下降,同时不耐贮藏,货架期短,因此果肉硬度受到果品行业的重视。果肉质地受多种因子的影响,如细胞壁的结构、膨压,角质层的特性等。导致不同品种间果肉质地差异的关键物质、关键酶或者基因仍不清楚。本研究以西瓜属4种近缘种:饲用西瓜(Citrullus amarus)951、野生西瓜(Citrullus lanatus var.lanatus)940、药西瓜(Citrullus colocynthis)W1-49、栽培西瓜(Citrullus lanatus cultivar)W1-1为试材。在授粉后14天、28天、42天,采集西瓜根、茎、叶、果肉,测定果实不同发育阶段果肉硬度,并利用显微电镜对果肉细胞进行观察比较。测定四种西瓜属近缘种果肉细胞壁物质果胶、纤维素、半纤维素含量。分析四种细胞壁代谢酶基因β-半乳糖苷酶家族基因、纤维素合成酶家族基因、果胶甲酯酶家族基因、多聚半乳糖醛酸酶家族基因的序列差异及时空表达量,分析4种西瓜属近缘种果肉质地特征及相关基因在果肉质地形成中的作用,为改良西瓜果肉质地提供理论依据。主要取得以下研究结果:(1)西瓜属4种近缘种果肉质地相关指标间存在差异,在授粉后14天时质地产生差异,说明果实质地变化在发育早期就已经决定。授粉后28天进一步发生差异变化,最后在42天逐渐地形成各自的最终质地特性。栽培西瓜W1-1果肉硬度、回复性、内聚性、胶着性、咀嚼性较低,果肉质地疏松。药西瓜W1-49内聚性较高,弹性较低,果肉咀嚼较为困难。饲用西瓜951果肉硬度、黏着性、胶着性、咀嚼性较高,口感较硬且粘稠。野生西瓜940黏着性低,回复性与弹性较高,果肉质地较硬且爽脆。(2)4种西瓜属近缘种间,果肉细胞壁组分含量在果实生长过程中存在较大的差异,果肉硬度高的野生西瓜940和饲用西瓜951在发育过程中果胶、纤维素、半纤维素的含量均高于果肉质软的栽培西瓜W1-1和药西瓜W1-49含量的2倍以上,说明果胶、纤维素、半纤维素含量可能是造成西瓜属近缘种间果肉硬度差异的原因之一。(3)4种近缘种西瓜果肉细胞壁果胶、纤维素、半纤维素含量与果肉质地相关指标间存在相关性。硬度与弹性、胶着性、咀嚼性、果胶、纤维素、半纤维素呈极显著正相关。黏着性与胶着性、咀嚼性呈极显著正相关。回复性与内聚性呈极显著正相关。弹性与咀嚼性、果胶、纤维素、半纤维素呈极显著正相关。胶着性与咀嚼性、果胶、纤维素、半纤维素呈极显著正相关。果胶与纤维素、半纤维素呈极显著正相关。纤维素与半纤维素呈极显著正相关。(4)在发育过程中,硬质果肉饲用西瓜951和野生西瓜940的果肉组织细胞体积与细胞间隙,始终小于软质果肉栽培西瓜W1-1和药西瓜W1-49。果肉细胞体积和细胞壁间隔导致西瓜属4种近缘种果肉硬度产生差异。(5)根据基因组重测序结果和西瓜基因组数据库,分析比对β-半乳糖苷酶家族基因Cla011211和Cla014254、纤维素合成酶家族基因Cla012351和Cla015241、果胶酯酶家族基因Cla012554和Cla014927、多聚半乳糖醛酸酶家族基因Cla009218和Cla010077在4种西瓜间的差异,其中Cla011211、Cla014254、Cla012554、Cla014927、Cla015241、Cla009218和Cla010077存在核苷酸变异,均有非同义突变。(6)对与果肉硬度相关的8个基因进行实时荧光定量PCR分析,结果显示,多聚半乳糖醛酸酶基因Cla009218与果肉硬度变化呈负相关,果胶酯酶基因Cla014927表达量与果肉硬度变化间存呈正相关,推测这两个基因可能与果肉质地变化相关。

关键词：西瓜果肉质地细胞显微结构基因克隆基因表达

桃果肉质地和粘离核性状两个关键PpPG基因的表达和调控关系分析

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桃果肉质地和粘离核性状两个关键PpPG基因的表达和调控关系分析

作者：韩晴中国农业科学院

学位级别：硕士

果肉质地和粘离核是影响桃果实品质的重要因素,对消费者满意度、采后贮藏运输都有重要意义。桃果实成熟后软化快,贮藏期短,给桃果实销售增加压力。为了解决这一问题,本研究以大久保、08-9-106和08-9-107成熟过程中的桃果实为试材,确定08... 详细信息

果肉质地和粘离核是影响桃果实品质的重要因素,对消费者满意度、采后贮藏运输都有重要意义。桃果实成熟后软化快,贮藏期短,给桃果实销售增加压力。为了解决这一问题,本研究以大久保、08-9-106和08-9-107成熟过程中的桃果实为试材,确定08-9-106和08-9-107的粘/离核和肉质表型,同时基于基因克隆和转录组测序分析Ppa006857m和Ppa006839m之间的调控关系。本研究的主要内容和结论如下:1.以大久保、08-9-106和08-9-107为试材,分析了果实成熟后期中果皮果肉硬度变化、粘离核性状的形成以及中果皮和近核处果肉的乙烯释放和相关基因表达的变化。在果实中果皮中,大久保在成熟期果肉硬度下降快,乙烯释放明显,同期PpPG、PpACS1和PpYUC11相对表达量呈先升后降趋势;而08-9-106虽然果肉硬度下降较快,但没有明显的乙烯释放和乙烯合成相关基因(PpACS1和PpYUC11)的表达;08-9-107在成熟后期硬度下降不明显,没有检测到明显的乙烯释放和乙烯合成相关基因的表达。在近核处果肉中,大久保的果实表现为离核性状,同期检测到明显的乙烯释放和相关合成基因(主要为PpACS1)的表达;而08-9-106的果实也表现为离核,但乙烯释放和基因表达与中果皮类似,均无明显检出;08-9-107表现为粘核,虽然乙烯释放量和PpACS1表达较低。大久保属于依赖乙烯的离核溶质类型,08-9-106属于不依赖乙烯的离核溶质类型,08-9-107属于依赖乙烯的粘核硬质类型。桃果肉硬度的变化及粘离核性状的形成与PpPG基因的表达相关。2.以大久保、08-9-106和08-9-107桃果实为试材,克隆两个PpPG基因,进行统计分析,发现两个PpPG基因在桃果实的表达部位没有差异,基因Ppa006857m随着离核溶质桃果实成熟一直都是高表达,基因Ppa006839m随着粘核硬质桃果实成熟而表达增加。基因Ppa006857m高表达的情况下,基因Ppa006839m的表达相对的受到抑制,只有基因Ppa006857m不表达或者低表达的情况下,基因Ppa006839m才能相对高表达。这两个PpPG基因之间可能存在拮抗的关系。

关键词：桃果肉质地乙烯基因克隆转录组测序

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西瓜果肉质地差异性分析

西瓜果肉质地差异性分析

作者：郭禹东北农业大学

学位级别：硕士

随着现代生活水准的不断提升和蔬果市场全球化发展的加速,人们对西瓜的品质要求和关注度不断提高,果实质地被认为是西瓜果实品质的一个重要的组成部分并且是商品性评估的重要指标,其既影响果实品尝时的口感,也影响着果实采后的贮藏与运... 详细信息

随着现代生活水准的不断提升和蔬果市场全球化发展的加速,人们对西瓜的品质要求和关注度不断提高,果实质地被认为是西瓜果实品质的一个重要的组成部分并且是商品性评估的重要指标,其既影响果实品尝时的口感,也影响着果实采后的贮藏与运输和顾客的购买意愿,从而受到果品行业的极大重视。为探究西瓜果肉质地形成机理,本研究以5个不同质地类型的西瓜品种为试材,分别在授粉后14、28、35天,采集西瓜果肉,分析果实发育过程中的单果重及果实硬度、脆度的变化。同时选取3个代表性品种,对果肉断裂面的细胞利用透射电镜进行了超显微结构的观察和比较,测定了果胶、半纤维素、纤维素这三种果肉细胞壁物质的含量,分析了四种酶活性β-半乳糖苷酶（β-Gal）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）、纤维素酶（Cx）及其相关基因表达量,利用重测序数据,比较了不同西瓜品种上述四种酶基因序列差异。主要取得以下研究结果:（1）供试的5个西瓜品种间质地存在差异,不同品种果肉质地的变化趋势差异明显,质地数值在生长发育初期就有明显差异。硬质地西瓜表现为较高的硬度、脆度、内聚性、回复性、胶性和咀嚼性。软质地西瓜表现为较低的硬度、脆度、内聚性、回复性、胶性和咀嚼性。（2）不同质地西瓜果肉细胞结构存在差异。硬质果肉细胞偏小,较圆,排列紧密。软质果肉细胞偏大,细长,细胞间隙偏大。因此可以得出西瓜品种间质地差异可能是由果肉细胞结构的差异导致的。（3）3个供试的西瓜品种其果肉细胞壁各组分含量在果实生长过程中存在较大的差异,即质地硬、脆度高的品种总果胶含量、半纤维素和纤维素含量都比较高。（4）通过对果肉细胞壁发育相关的4种酶活性及其基因表达量分析发现,硬度低的品种β-Gal酶和PG酶活性及基因表达量较高,纤维素酶在果实发育初期差值较大,β-Gal酶活性与硬度呈极显著负相关,与脆度、内聚性、回复性、胶性、咀嚼性呈显著负相关,与黏附性呈显著正相关。PG酶活性与硬度呈极显著负相关,与脆度、内聚性、回复性、胶性和咀嚼性呈极显著负相关,与黏附性呈显著正相关。表明PG酶和β-Gal酶可能对果肉质地的变化起到重要作用。（5）根据基因组重测序结果和西瓜基因组数据库,分析比对果胶甲酯酶基因Cla003320、多聚半乳糖醛酸酶基因Cla015505、β-半乳糖苷酶基因Cla007856、纤维素酶基因Cla013376在品种间的差异,其中果胶甲酯酶基因Cla003320在品种间存在氨基酸差异,其余基因均为单碱基差异。

关键词：西瓜果肉质地细胞超显微结构酶活测定基因表达

枇杷果实发育过程中果肉质地与胞壁酶活性的变化

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热带作物学报 2012年第1期33卷 24-29页

作者：黄志明林素英傅明连陈宇蔡丽琴吴衍旺吴凌瑶吴锦程莆田学院环境与生命科学系福建莆田351100

以果肉质地差异较大的白肉枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）＂白梨＂和黄肉枇杷＂解放钟＂为试材,探讨果实发育过程中胞壁酶活性变化与果肉质地形成的关系。结果表明,2个品种枇杷果实发育过程中多聚半乳糖醛酸酶（PG,EC 3.***.1.15）... 详细信息

以果肉质地差异较大的白肉枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）＂白梨＂和黄肉枇杷＂解放钟＂为试材,探讨果实发育过程中胞壁酶活性变化与果肉质地形成的关系。结果表明,2个品种枇杷果实发育过程中多聚半乳糖醛酸酶（PG,EC 3.***.1.15）、果胶酯酶（PE,EC 3.***.1.11）与纤维素酶（Cx,EC 3.***.1.4）活性总体呈上升趋势,这3种酶活性在果实发育后期（即花后100~115 d）极显著高于前期并出现峰值。＂白梨＂枇杷PE,PG和Cx酶活性高于＂解放钟＂,果实发育前期,2个品种枇杷PE,PG和Cx酶活性差异较小;果实发育后期,＂白梨＂PE,PG和Cx酶活性显著或极显著高于＂解放钟＂。Cx,PG和PE与枇杷果肉质地形成密切相关,而β-半乳糖苷酶（EC 3.***.1.23）、α-葡萄糖苷酶（EC 3.***.1.20）、α-半乳糖苷酶（EC 3.***.1.22）、α-甘露糖苷酶（EC 3.***.1.24）等4种糖苷酶对＂白梨＂枇杷果实发育后期果肉软化起到一定的作用。

关键词：枇杷细胞壁代谢果肉质地

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梨品种果肉石细胞团大小对果肉质地的影响

园艺学报 2011年第7期38卷 1225-1234页

作者：田路明曹玉芬高源董星光中国农业科学院果树研究所农业部果树种质资源利用重点开放实验室辽宁兴城125100

对白梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)、砂梨[P.pyrifolia(Burm.f.)Nakai]、秋子梨(P.ussuriensis Maxim.)、新疆梨(P.sinkiangensis Yü)、西洋梨(P.communis L.)以及种间杂交种,共319个品种的石细胞团大小进行分析。结果表明:直径大于250μm的石细胞团约占供试品种总体石细胞团含量的75%以上;直径小于250μm的石细胞团对感官评价果肉质地的影响较小,直径大于250μm的石细胞团含量是影响果肉质地的重要指标。

关键词：梨品种石细胞团果肉质地

脐橙果实发育过程中果肉质地与水解酶活性的变化(英文)

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四川农业大学学报 2009年第1期27卷 60-68页

作者：曾秀丽张光伦冯茂松贾刚曾静康西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所拉萨850032 四川农业大学林园院雅安625014 四川农业大学动物营养研究所雅安625014

以四川井研县的纽霍尔、罗脐、丰脐为研究材料,进行了定点、定位和定期的观测、取样;首次用NIRS法对脐橙果实生长发育过程中果肉质地组成的WSP、HP、ADF、NDF、SDFI、DF、HC和CEL含量进行了优化建模和定量分析;对影响脐橙果肉质地的果... 详细信息

以四川井研县的纽霍尔、罗脐、丰脐为研究材料,进行了定点、定位和定期的观测、取样;首次用NIRS法对脐橙果实生长发育过程中果肉质地组成的WSP、HP、ADF、NDF、SDFI、DF、HC和CEL含量进行了优化建模和定量分析;对影响脐橙果肉质地的果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、β-葡萄糖苷酶的变化进行了研究。结果表明:①用NIRS法定量分析果肉质地主要的8个指标,优化模型交差检验的结果基本接近化学分析精度,能够用于预测脐橙新样品各质地组成的含量;②3个不同品种脐橙果肉质地组成的变化分析表明,质地组成在数量上化渣的纽霍尔较不易化渣的罗脐和丰脐有更低的CEL而WSP和SDF更高,果实发育过程中纽霍尔WSP和SDF含量的变幅较后二者大;③果实动态变化中,水解酶PE和PG的活性纽霍尔比罗脐和丰脐强、变化幅度较大,影响脐橙果肉质地的关键水解酶是PE和PG,而β-葡萄糖苷酶是PE和PG作用的补充。

关键词：脐橙果肉质地果胶甲酯酶多聚半乳糖醛酸酶 β-葡萄糖苷酶

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鲜食葡萄杂交后代果肉质地表型遗传分析

中国农学通报 2015年第16期31卷 73-77页

作者：李晓梅谭伟董志刚唐晓萍山西省农业科学院果树研究所山西太谷030815 果树种质创制与利用山西省重点实验室山西太谷030815

为得到参试品种果肉脆度的遗传传递力指数和估算组合传递力及狭义遗传力,用‘瑰宝’作测试品种,计算每个参试品种的遗传传递力指数,用亲子回归系数估算法,计算不同组合脆肉性状的组合传递力和狭义遗传力。统计分析结果表明:‘瑰宝’作... 详细信息

为得到参试品种果肉脆度的遗传传递力指数和估算组合传递力及狭义遗传力,用‘瑰宝’作测试品种,计算每个参试品种的遗传传递力指数,用亲子回归系数估算法,计算不同组合脆肉性状的组合传递力和狭义遗传力。统计分析结果表明:‘瑰宝’作父本时,3个品种的脆肉性状遗传传递力指数为‘秋红’最大,‘奥山红宝石’次之,‘玫瑰香’最小;‘瑰宝’作母本时,其后代果肉脆度与父本关系较大,7个品种的脆肉性状遗传传递力指数从大到小依次为‘秋红’、‘皇家秋天’、‘粉红太妃’、‘粉红葡萄’、‘无核白鸡心’、‘达米娜’、‘玫瑰香’;通过不同杂交组合的组合传递力比较发现,软肉品种和特脆品种杂交>脆肉品种和较脆品种杂交>较脆品种和软肉品种杂交,亲子回归系数估算,葡萄脆肉质地的狭义遗传力h2=0.9816,说明脆肉性状遗传能力较强。葡萄品种脆肉性状的遗传力和杂交组合传递力的估算对葡萄育种选择选配亲本有指导意义。

关键词：葡萄果肉质地遗传育种狭义遗传力

梨采后细胞壁成分及果胶酶活性与果肉质地的关系

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园艺学报 2004年第5期31卷 579-583页

作者：刘剑锋程云清彭抒昂华中农业大学园艺林学学院武汉430070 吉林师范大学生命科学学院四平136000

以果实质地有明显差异的‘黄花’和‘湘南’梨为试材 ,研究了细胞壁组分、钙含量、果实硬度以及果胶代谢酶类活性的变化。结果表明 ,两品种上述指标有相同的变化趋势 ,但还存在以下差异 :1)贮藏性差的黄花梨纤维素含量、原果胶含量、果... 详细信息

以果实质地有明显差异的‘黄花’和‘湘南’梨为试材 ,研究了细胞壁组分、钙含量、果实硬度以及果胶代谢酶类活性的变化。结果表明 ,两品种上述指标有相同的变化趋势 ,但还存在以下差异 :1)贮藏性差的黄花梨纤维素含量、原果胶含量、果实硬度相对较低 ,而果实钙含量、水溶性果胶含量较高 ;2 )黄花梨木质素含量较高 ,且生成木质素的速率较快 ;3)黄花梨果实的多聚半乳糖醛酸酶 (PG)活性在贮藏前期极显著高于湘南梨果实 ,末期两品种差异较小 ,而果胶甲酯酶 (PME)活性极显著高于湘南梨。

关键词：梨采摘后期细胞壁成分果胶酶活性果肉质地

不同果肉质地桃果实乙烯生成规律及其对乙烯的反应

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中国园艺文摘 2017年第7期33卷 234-234页

为鉴定耐贮运桃品种霞脆的肉质类型，以八成熟软溶质品种银花露、硬溶质品种湖景蜜露、不溶质品种金童6号、Stonyhard品种有名白桃和霞脆果实为试验材料，通过气相色谱法测定并比较采后贮藏过程中的乙烯释放规律。

关键词：果肉质地桃果实乙烯生成规律反应桃品种气相色谱法试验材料