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Movement of ACC oxidase 3 mRNA from seeds to flesh promotes fruit ripening in apple

Molecular Plant 2024年第8期17卷 1221-1235页

作者： Ting Wang Yi Zheng Chen Xu Yulin Deng Xinyi Hao Zicheng Chu Ji Tian Yi Wang Xinzhong Zhang Zhenhai Han Ting Wu College of Horticulture China Agricultural UniversityBeijingChina Plant Science and Technology College Bioinformatics CenterBeijing University of AgricultureBeijingChina

Xenia,the phenomenon in which the pollen genotype directly affects the phenotypic characteristics of maternal tissues(i.e.,fruit ripening),has applications in crop production and ***,the underlying molecular mechanism has yet to be ***,we investigated whether mobile mRNAs from the pollen affect the ripening and quality-related characteristics of the fruit using cross-pollination between distinct Malus domestica(apple)*** demonstrated that hundreds of mobile mRNAs originating fromthe seeds are deliveredto *** themovementof one of these mRNAs,AcC oxidase 3(Mdaco3),is coordinated with fruit *** acid treatment,which can cause plasmodesmal closure,blocks Mdaco3 movement,indicating that Mdaco3 transcripts may move through the *** assess the role of mobile Mdaco3 transcripts in apple fruit,we created Mdaco3-GFP-expressing apple seeds using Mdaco3-GFP-overexpressing pollen for pollination and showed that Mdaco3 transcripts in the transgenic seeds move to the flesh,where they promote fruit ***,we demonstrated that Mdaco3 can be transported from the seeds to fruit in the fleshy-fruited species tomato and *** results underscore the potential of mobile mRNAs from seeds to influence fruit characteristics,providing an explanation for the xenia ***,our findings highlight the feasibility of leveraging diverse pollen genomic resources,without resorting to genome editing,to improve fruitquality.

关键词： fruit ripening xenia aco3 mobile RNA seed(to flesh)

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Caco3复相颗粒表面硫酸盐气溶胶形成机制研究

CaCO3复相颗粒表面硫酸盐气溶胶形成机制研究

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作者：李冬坤西南科技大学

学位级别：硕士

次生无机气溶胶（硫酸盐、硝酸盐、铵盐等）在很大程度上导致了我国霾污染事件,尤以硫酸盐浓度的爆炸性增长最为突出。大气气溶胶多以多组分（复合颗粒）的形态存在,大气颗粒物与各种痕量气体的非均相反应可产生次生无机气溶胶。目前,... 详细信息

次生无机气溶胶（硫酸盐、硝酸盐、铵盐等）在很大程度上导致了我国霾污染事件,尤以硫酸盐浓度的爆炸性增长最为突出。大气气溶胶多以多组分（复合颗粒）的形态存在,大气颗粒物与各种痕量气体的非均相反应可产生次生无机气溶胶。目前,大气非均相反应的模拟研究多集中在单组分颗粒与单一或多种痕量气体,关于复合颗粒的非均相反应及颗粒组分间的相互影响涉及较少。因此,本课题以大气气溶胶中的复合颗粒为研究对象,探究有害气体SO2在复合颗粒表面的非均相反应,这对于了解次生无机气溶胶形成机制,阐明霾污染形成过程以及设计有效的缓解措施至关重要。本文以Caco3为载体,选取NH4NO3、多环芳烃（荧蒽、蒽）为负载对象,制备了以Caco3为基底的Caco3-NH4NO3复合颗粒、Caco3-荧蒽、Caco3-蒽三种复合颗粒,以单颗粒、复合颗粒为别,探究大气中有害气体SO2在不同颗粒物表面转化生成次生无机气溶胶的过程,并提出相应的反应机理。论文主要结论如下:（1）SO2在Caco3-NH4NO复合颗粒表面的转化效应增强,且随相对湿度的增加而增大。与单一组分颗粒（Caco3）相比,复合颗粒具有更多的活性位点,这归因于强吸湿性组分NH4NO3使得复合颗粒表面吸附水分增多,能够极大地促进SO2的吸附和化学转化。相对湿度增加时,复合颗粒表面能赋存更多水分,使颗粒表面形成液膜,有利更多的SO2溶于复合颗粒表面进行化学反应和离子迁移,使SO2最终转化生成SO42-。（2）相对湿度（RH75%）一定时,SO2的转化效应随Caco3-NH4NO3复合颗粒中所含NH4NO3的质量分数的增大而增强,且NH4NO3对最终生成物具有一定影响:NH4NO3的存在改变了复合颗粒的吸湿性,使得更多的水分附着于颗粒表面,显著促进SO2的化学吸附,反应生成H2SO3,水解产生H+,同时NH水解同样产生H+,从而使复合颗粒表界面呈酸性。NO3-在酸性条件下具有强氧化性,NC3-将S（Ⅳ）氧化为S（Ⅵ）。经XRD和红外的表征可确定SO2气体在Caco3-NH4NO3复合颗粒表面经一系列反应最终生成CaSO4·2H2O。主要原因是NH4NO3的强吸湿性,使颗粒表面水增多,进而影响难溶物质CaSO4的结晶,使其以CaSO4·2H2O的形式存在。SO2向CaSO4·2H2O的转化,实现了气态SO2的固定。（3）在Caco3分别负载多环芳烃（荧蒽、蒽）与SO2的非均相反应中发现:Caco3表面荧蒽和蒽只有在较高相对湿度、紫外光照的条件下才能在一定程度上促进SO2向SO42-的转化,而在低相对湿度或无光照条件下则无法反应生成SO42-。可能原因是高相对湿度促进了 SO2在颗粒表面的吸附,O2和多环芳烃在光照作用下产生1O2,1O2将S（Ⅳ）氧化为S（Ⅵ）,从而产生SO42-。

关键词： aco3 Caco3-NH4NO3 SO2 多环芳烃非均相反应硫酸盐

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乌头酸酶Zjaco3调控枣果实柠檬酸积累的分子机制研究

乌头酸酶ZjACO3调控枣果实柠檬酸积累的分子机制研究

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作者：刘含笑山东农业大学

学位级别：硕士

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科最重要的经济林树种,由酸枣驯化而来,在驯化过程中柠檬酸大量丢失,影响了果实的风味和品质。研究枣树驯化过程中柠檬酸丢失的分子机制不仅对驯化研究具有重要意义,也为枣品种改良及新品种选育提供了... 详细信息

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科最重要的经济林树种,由酸枣驯化而来,在驯化过程中柠檬酸大量丢失,影响了果实的风味和品质。研究枣树驯化过程中柠檬酸丢失的分子机制不仅对驯化研究具有重要意义,也为枣品种改良及新品种选育提供了理论支持,有利于推动我国枣树育种进程。前期研究表明乌头酸酶aco影响柠檬酸积累,但其分子调控机制仍不清楚。本研究分析了野生型酸枣群体样本和栽培枣群体样本中的柠檬酸含量以及Zjaco3表达水平和aco酶活力,证明Zjaco3与柠檬酸的负调控关系;通过时空表达分析、瞬时过表达、病毒诱导的基因沉默和亚细胞定位证实Zjaco3在细胞质中降解柠檬酸,调控枣果实柠檬酸积累。通过对野生型酸枣和栽培枣群体样本的Zjaco3启动子克隆测序筛选到与驯化相关的SNP突变位点,并开发相关KASP分子标记。利用酵母单杂、双荧光素酶等分子生物技术进一步分析驯化位点对Zjaco3及柠檬酸的调控作用,具体结果如下:1、通过对27个栽培枣和47个野生型酸枣果实的柠檬酸含量测定,发现野生型酸枣果实柠檬酸含量显著高于栽培枣果实;利用q RT-PCR检测Zjaco3表达水平,结果显示基因Zjaco3的表达水平与柠檬酸含量呈显著负相关。对野生型酸枣和栽培枣果实中aco酶活性测定,发现枣果实aco酶活力显著高于酸枣果实。2、亚细胞定位结果表明Zjaco3定位于胞质,瞬时过表达Zjaco3可以显著降低枣果实中的柠檬酸含量,并导致柠檬酸降解下游基因Zj IDH1、Zj IDH2、Zj IDH3和Zj GAD1的表达水平显著提高;瞬时沉默Zjaco3,果实中柠檬酸含量显著增加,Zj IDH5和Zj GAD1的表达水平显著降低,这些结果表明Zjaco3具有降解柠檬酸的功能。3、Zjaco3启动子序列克隆测序的结果显示,Zjaco3起始密码子上游-484 bp的位置存在SNP突变位点(A/G),通过分析不同样本的突变类型与柠檬酸含量的关系,发现AA类型、AG类型和GG类型之间柠檬酸含量具有显著差异,该SNP位点与柠檬酸含量高度连锁,并对此SNP位点开发与柠檬酸相关的KASP分子标记。4、顺式作用元件分析表明Zjaco3起始密码子上游-484 bp的变异为E-box元件变异(CAG/AGTG),通过酵母单杂交筛选出与该元件结合的转录因子Zjb HLH113,且Zjb HLH113与栽培枣Zjaco3启动子序列(CAGGTG)的结合能力强于野生型酸枣Zjaco3启动子序列(CAAGTG)。进一步通过双荧光素酶实验验证发现Zjb HLH113对Zjaco3具有正向调控作用,且对枣Zjaco3启动子的调控作用强于酸枣Zjaco3启动子。瞬时过表达实验也表明Zjb HLH113正向调控Zjaco3的表达促进柠檬酸降解。综上所述,本研究表明Zjaco3调控果实柠檬酸降解,在野生型酸枣果实中Zjb HLH113与Zjaco3启动子中的E-box(CAAGTG)顺式作用元件结合能力弱,导致Zjaco3转录水平低,阻碍了柠檬酸的降解,而在栽培枣果实中E-box(CAGGTG)位点的突变增强了Zjb HLH113与Zjaco3启动子的结合能力,激活其转录,从而促进柠檬酸的降解。

关键词：枣酸枣柠檬酸 aco3 KASP bHLH

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