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作者：史智勇新疆农业大学

学位级别：硕士

库尔勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü),蔷薇科(Rosaceae)梨属(Pyrus L.)新疆梨系统,是新疆梨和西洋梨的自然杂交后代。“粗皮病”的发生严重降低了香梨的整体品质,而石细胞含量的增多是“粗皮果”形成的主要原因。本研究通过分析石细胞... 详细信息

库尔勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü),蔷薇科(Rosaceae)梨属(Pyrus L.)新疆梨系统,是新疆梨和西洋梨的自然杂交后代。“粗皮病”的发生严重降低了香梨的整体品质,而石细胞含量的增多是“粗皮果”形成的主要原因。本研究通过分析石细胞形成的关键时期以及关键时期中有关基因的表达情况,探究质外体活性氧与石细胞形成的关系;此外通过对发育期的香梨进行不同处理以诱导活性氧的升高和粗皮果的产生,进而为降低整体香梨的粗皮果率,提高果实品质奠定理论基础,并帮助解决香梨生产中的粗皮果问题。其主要结果如下:(1)库尔勒香梨石细胞染色结果表明,在果实发育过程中石细胞相对含量呈先上升后下降趋势,在花后10～30 d呈上升趋势。该时期果实中石细胞处于初步分化和形成阶段,数量最多,相对分散,部分细胞没有或者不完全被染色,其中心部位染色面积慢慢加深;库尔勒香梨粗皮果表型开始形成的时期是花后80 d左右。随着果实的发育,石细胞含量呈现先升高再下降的趋势,且在前期维管束相对完整,花后80 d后维管束有破裂现象。(2)花后60 d石细胞相对含量(单位面积)随着薄壁细胞的膨大迅速下降;花后80～100 d石细胞相对含量趋于稳定。实时荧光定量PCR结果表明,与质外体活性氧产生相关的酶基因的表达趋势与石细胞的变化趋势大致相同,编码与质外体活性氧产生相关的呼吸暴发氧化酶同源物蛋白D(RBOHD)、超氧化物歧化酶(SOD)、具有草酸氧化酶活性的类萌发素蛋白(GLP)、脂氧合酶(LOX、LOX5)及多胺氧化酶(PAO1、PAO 5-like)等酶基因也是在果实发育早期高表达。随着果实的发育,这些酶基因的表达量逐渐下降,并在花后80～100 d其表达水平趋于较低水平且保持稳定。这些基因最高表达水平和最低表达水平之间的差异倍数在5～157倍之间。(3)在库尔勒香梨的果实膨大期进行50%程度地摘叶处理后其果皮的活性氧含量无明显变化,且粗皮果率无显著提高;喷施250 m M的HO后能导致果皮中的活性氧含量明显升高,并且能显著提高库尔勒香梨的粗皮果率;中度和重度干旱处理能导致香梨果皮内活性氧含量显著升高,且能导致库尔勒香梨果实中石细胞含量的提高。综上,库尔勒香梨粗皮果出现的表型是在花后80 d左右;其染色切片结果显示其石细胞形成关键时期是在花后10～60 d,该时期同样是与质外体活性氧产生相关的酶基因高水平表达时期,说明石细胞分化和质外体活性氧积累之间存在协同关系。且在库尔勒香梨粗皮果形成的关键时期,通过不同处理增加其果皮中的ROS含量能导致香梨粗皮果的形成。以上发现对于在生产中提高库尔勒香梨的果实品质,降低香梨粗皮果率具有重要的指导意义。

关键词：库尔勒香梨粗皮果石细胞质外体活性氧逆境胁迫

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质外体活性氧产生相关酶基因在库尔勒香梨果实不同发育时期的表达特性

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果树学报 2021年

作者：史智勇曹艺洁玉苏甫·阿不力提甫艾沙江·买买提新疆农业大学林学与园艺学院新疆农业科学院园艺作物研究所

【目的】探讨库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis Yü）果实不同发育时期石细胞的形成与质外体活性氧产生之间可能存在的关系，为调控库尔勒香梨果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15 a（年）生库尔勒香梨为试材，通... 详细信息

【目的】探讨库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis Yü）果实不同发育时期石细胞的形成与质外体活性氧产生之间可能存在的关系，为调控库尔勒香梨果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15 a（年）生库尔勒香梨为试材，通过显微镜观察果肉中石细胞发育特征、实时荧光定量PCR分析活性氧产生相关酶基因的表达量，探讨质外体活性氧在库尔勒香梨果实石细胞分化过程中的作用。【结果】库尔勒香梨石细胞染色结果表明，在果实发育过程中石细胞相对含量呈先上升后下降趋势，在花后10～30 d呈上升趋势。该时期果实中石细胞数量最多，相对分散，部分细胞没有或者不完全被染色，其中心部位染色面积慢慢加深是石细胞处于初步分化和形成阶段；花后60 d石细胞相对含量（单位面积）随着薄壁细胞的膨大迅速下降；花后80～100 d石细胞相对含量趋于稳定。实时荧光定量PCR结果表明，质外体活性氧产生相关酶基因的表达趋势与石细胞的变化趋势大致相同，编码质外体活性氧产生相关NADPH氧化酶（RBOHD）、超氧化物歧化酶（SOD）、具有草酸氧化酶活性的类萌发素蛋白（GLP）、脂氧合酶（LOX，LOX5）及多胺氧化酶（PAO1，PAO 5-like）等酶基因也是在果实发育早期高表达。随着果实的发育，这些酶基因的表达量逐渐下降，并在花后80～100 d其表达水平趋于较低水平且保持稳定。这些基因最高表达水平和最低表达水平之间的差异倍数在5～157倍之间。【结论】花后10～60 d是库尔勒香梨果实石细胞形成的关键时期，该时期同样是质外体活性氧产生相关酶基因高水平表达时期，说明石细胞分化和质外体活性氧积累之间存在协同关系。

关键词：库尔勒香梨果实发育石细胞质外体活性氧基因表达

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与质外体活性氧产生相关的酶基因在库尔勒香梨果实不同发育时期的表达特性

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果树学报 2021年第11期38卷 1829-1838页

作者：史智勇曹艺洁玉苏甫·阿不力提甫艾沙江·买买提新疆农业科学院园艺作物研究所乌鲁木齐830091 新疆农业大学林学与园艺学院乌鲁木齐830052

【目的】探讨库尔勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü)果实不同发育时期石细胞的形成与质外体活性氧产生之间可能存在的关系,为调控库尔勒香梨果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15年生库尔勒香梨为试材,利用显微镜观... 详细信息

【目的】探讨库尔勒香梨(Pyrus sinkiangensis Yü)果实不同发育时期石细胞的形成与质外体活性氧产生之间可能存在的关系,为调控库尔勒香梨果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15年生库尔勒香梨为试材,利用显微镜观察果肉中石细胞发育特征,通过实时荧光定量PCR分析与活性氧产生相关的酶基因的相对表达量,探讨质外体活性氧在库尔勒香梨果实石细胞分化过程中的作用。【结果】库尔勒香梨石细胞染色结果表明,在果实发育过程中石细胞相对含量呈先上升后下降趋势,在花后10~30 d呈上升趋势。该时期果实中石细胞处于初步分化和形成阶段,数量最多,相对分散,部分细胞没有或者不完全被染色,其中心部位染色面积慢慢加深;花后60 d石细胞相对含量(单位面积)随着薄壁细胞的膨大迅速下降;花后80~100 d石细胞相对含量趋于稳定。实时荧光定量PCR结果表明,与质外体活性氧产生相关的酶基因的表达趋势与石细胞的变化趋势大致相同,编码与质外体活性氧产生相关的呼吸暴发氧化酶同源物蛋白D(RBOHD)、超氧化物歧化酶(SOD)、具有草酸氧化酶活性的类萌发素蛋白(GLP)、脂氧合酶(LOX、LOX5)及多胺氧化酶(PAO1、PAO 5-like)等酶基因也是在果实发育早期高表达。随着果实的发育,这些酶基因的表达量逐渐下降,并在花后80~100 d其表达水平趋于较低水平且保持稳定。这些基因最高表达水平和最低表达水平之间的差异倍数在5~157倍之间。【结论】花后10~60 d是库尔勒香梨果实石细胞形成的关键时期,该时期同样是与质外体活性氧产生相关的酶基因高水平表达时期,说明石细胞分化和质外体活性氧积累之间存在协同关系。

关键词：库尔勒香梨果实发育石细胞质外体活性氧基因表达

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