‘马家柚'果实发育期有机酸含量变化及柠檬酸代谢相关基因的表达分析
‘马家柚'果实发育期有机酸含量变化及柠檬酸代谢相关基因的表达分析
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DOI：
10.13836/j.jjau.2022083
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
胡威
中科院分区：
文献类型：
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作者：
易明亮;张王妮;杨莉;匡柳青;刘德春;刘勇;胡威
【目的】明确江西省地方特色品种‘马家柚'果实发育期有机酸的变化规律及其与柠檬酸相关基因表达量的关系,揭示‘马家柚'果实品质形成的分子机制。【方法】研究以‘马家柚'发育期果实为材料,应用高效液相色谱技术(HPLC)测定花后60~210 d果实中有机酸组分及含量,以及通过荧光定量PCR分析柠檬酸合成、转运和降解相关基因表达量的变化,分析柠檬酸变化规律与相关基因表达量的联系。【结果】‘马家柚'果实发育期有机酸呈先上升后下降的趋势,柠檬酸含量占总有机酸的45.51%~81.47%,且其变化趋势与有机酸变化趋势一致。在整个果实发育期柠檬酸合成基因CmPEPC1、CmPEPC2、CmCS1和CmCS2相对表达量变化与柠檬酸含量变化趋势不同;柠檬酸运输相关基因CmCHX和CmVHP2表达量的变化与柠檬酸积累趋势也不一致,但CmDIC基因在果实发育前期的下调表达促进了柠檬酸的快速积累,同时CmVHA-c4的表达与柠檬酸积累密切相关;与降解相关的CmGS2和CmACLβ1基因均在柠檬酸快速增长期时开始下调表达,但在果实成熟期柠檬酸含量下降时表达量变化不大。同时CmAco3、CmGAD5和CmGABA-T均在花后210 d果实成熟期柠檬酸含量下降时表达量达到最高并且显著高于花后195 d。【结论】‘马家柚'果实有机酸在果实膨大期持续上升,而在成熟期后开始下降,并且有机酸的含量及变化趋势均由柠檬酸决定。柠檬酸的积累不受柠檬酸合成相关基因表达的直接影响,而是由柠檬酸转运载体基因以及降解基因的表达决定。在果实发育前中期,柠檬酸的积累主要受CmDIC、CmVHAc4、CmGS2以及CmACLβ1基因的调控,其降解主要通过谷氨酰胺和乙酰辅酶A途径进行,而在果实发育后期柠檬酸的积累在受CmVHA-c4基因调控的同时也受CmAco3、CmGAD5和CmGABA-T的调控,其降解主要通过GABA途径进行。