全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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&修改稿收到日期$
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基金项目$国家现代农业产业技术体系建设专项"
1234)!5)#
#&国家自然科学基金"
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#
!!
作者简介$孙虹丽"
#5&5(
#!女!在读硕士研究生!主要从事果树分子生物学研究
6)78.9
$
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!
#,%+><7
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通信作者$朱立武!教授!研究生导师!主要从事果树种质资源与遗传育种研究
6)78.9
$
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!
8;8:+AB:+>0
(砀山酥梨)及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量
和相关基因表达分析
孙虹丽!王子腾!蒋向红!贾
!
兵!刘
!
莉!叶振风!衡
!
伟!朱立武"
"安徽农业大学 园艺学院!合肥
!%""%,
#
摘
!
要$为研究多胺类物质在(砀山酥梨)芽变品系(锈酥)果皮褐色形成中的作用!以(砀山酥梨)和(锈酥)花后不
同时期果皮为试材!采用
CDE1
方法测定果皮中多胺类物质的含量!利用
3216
技术克隆多胺合成过程中的关键
基因!通过
DFH
8F87
网站与
I6J2$+"
软件分析相关基因蛋白的理化性质及其系统进化!用荧光定量
K
3L)D13
方法分析不同时期果皮中相关基因的相对表达量结果表明$"
#
#除花后
$"
和
#$"B
外!其它时期(砀山酥梨)果皮
中腐胺含量均显著高于(锈酥)!花后
$"B
*
$B
*
#$"B
时!(锈酥)果皮中的亚精胺*精胺含量显著高于(砀山酥梨)果
皮"
!
#克隆出多胺合成的基因
!"#
*
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和
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"
JA0M80N
登录号分别为
OI5!%5"%
*
OI5!%5"$
和
OI5!%5",
#!预测
2P1
和
4DI4
均为水溶性蛋白*
4DP4
为疏水性蛋白!它们与苹果的亲缘关系最近"
%
#荧光定
量
D13
结果显示!花后
$"B
!多胺合成中
!"#
*
$%"$
和
$%&$
在(锈酥)果皮中表达量均显著高于(砀山酥梨)
研究推测!(锈酥)果皮中多胺代谢及相关基因的上调表达可能与(锈酥)的果皮褐色形成有关
关键词$梨&褐皮芽变&多胺&基因克隆&实时荧光定量
中图分类号$
Q5$+,
R

&
Q*&5
!!!
文献标志码$
2
$"%
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3216
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#
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$
H
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87.0A
&
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&
FA98G.\AA^
H
FA//.<0FA89)G.7AD13
!!
梨属植物"
%

()*/
HH
+
#种质资源按果皮颜色分
为绿皮梨"包括绿色*黄色*绿黄色*黄绿色#*褐皮梨
"包括绿褐色*黄褐色*红褐色*褐色等#和红皮梨"包
括部分着色*全面着色#
%
种类型+#,(锈酥)为(砀
山酥梨)的芽变品系!二者果皮颜色存在明显差异!
成熟的(砀山酥梨)的果皮呈现黄色!而(锈酥)果皮
呈现褐色有研究表明!梨果皮褐色是由于梨果实
发育过程中!果皮角质层和表皮细胞破损后形成的
木栓积累而造成的+!,!因此推测梨果皮褐色性状变
异与果皮木栓成分的合成调控有关李洪钵等+%,的
研究发现!金冠苹果最初的角质层发生龟裂!会深达
表皮下的第一层果肉细胞!而形成褐色的木栓组织!
逐渐连片成为锈斑林真二+,认为!果锈形成的直
接原因是由于角质膜的缺失从而导致木栓形成层的
发生吴厚玖+$,认为落花后
!$B
之内是果锈发生
的关键期落花后是细胞分裂和幼果快速增长时
期!表皮和下表皮细胞最易受到外界的不良刺激而
产生果锈褐色果皮有助于果实抵抗病虫害和恶劣
天气!更耐贮运+,)*,
多胺"
D<9
]
87.0A/
!
D2/
#是存在于原核生物及
真核生物中的具有强生物活性的低分子脂肪族含氮
碱!是近年来研究较多的一类植物生长发育调节物
质现已在植物体内发现的多胺类物质就有数十种
之多!其中以腐胺"
H
:GFA/>.0A
!
D:G
#*亚精胺"
/
H
AF)
7.B.0A
!
4
H
B
#*精胺"
/
H
AF7.0A
!
4
H
7
#*尸胺"
>8B8\AF)
.0A
!
18B
#及鲱精胺"
8
=
78G.0A
!
2
=
7
#较为普遍+&,
在多胺的合成代谢中!精氨酸先脱去一分子脲生成
鸟氨酸!再由鸟氨酸脱羧酶"
8F_<^
]
)
98/A
!
aP1
#催化脱羧!生成
D:G
在植物和某些微生
物体内!精氨酸被精氨酸脱羧酶"
8F
=
.0.0ABA>8F_<^)
]
98/A
!
2P1
#催化脱羧!生成鲱精胺!再经两步酶促
反应!脱去一分子氨!由
T)
氨甲酰腐胺而生成
D:G

D:G
在亚精胺合成酶 "
/
H
AF7.B.0A/
]
0G;8/A
!
4DP4
#
的催化下生成
4
H
B
!
4
H
B
一方面经精胺合成酶
"
/
H
AF7.0A/
]
0G;8/A
!
4DI4
#催化生成
4
H
7
!另一方
面经热精胺合成酶 "
G;AF7H
AF7.0A/
]
0G;8/A
!
21E$
#催化生成热精胺+5,反应过程中的氨丙基
由
4)
腺苷蛋氨酸脱羧酶"
4)8BA0]
97AG;.<0.0ABA)
>8F_<^
]
98/A
!
42IP1
#催化
4)
腺苷蛋氨酸 "
4)8BA)
0]
9)E)7AG;.<0.0A
!
42I
#脱羧产生的脱羧
4)
腺苷
蛋氨酸 "
BA>8F_<^
]
98GAB4)8BA0]
9)E)7AG;.<0.0A
!
B>42I
#提供而
4)
腺苷蛋氨酸的合成酶"
4)8BA)
0]
9)E)7AG;.<0.0A/
]
0G;8/A
#是
4)
腺苷甲硫氨酸
合成酶催化甲硫氨酸与
2LD
生物合成的它是影
响
4
H
B
和
4
H
7
的一个限速酶+#",!在多胺的分解代
谢中主要是通过二胺氧化酶 "
P.87.0A<^.B8/A/
!
P2a
#和胺氧化酶 "
D<9
]
87.0A<^.B8/A/
!
D2a
#的
氧化作用实现的!亚精胺和精胺可在
D2a
和
P2a
的催化下产生
C
!
a
!
+
##
,
果实发育是高等植物最重
要的生命活动之一!多胺在植物细胞内参与细胞分
裂*胚胎发生*生根*开花*种子萌发*花粉管伸长*果
实形成及成熟*休眠等生理过程+#!,&能稳定
PT2
*
3T2
结构!加快转录和蛋白质合成!与膜上阴离子
基团结合!起稳定膜的作用+#%,目前!有关梨树多
胺物质代谢研究较少!涉及梨树多胺物质代谢相关
基因的表达研究尚未见报道
本试验以(砀山酥梨)和(锈酥)不同时期果皮为
材料!测定了不同时期果皮中
D:G
*
4
H
B
*
4
H
7
的含
量!克隆了多胺合成过程中相关基因
!"#
*
$%"$
和
$%&$
!并分析其在不同时期果皮中表达差异!
为研究多胺在芽变(锈酥)果皮褐色形成中的作用奠
定理论基础
#
!
材料和方法
B+B
!
材
!
料
样品采集于安徽省砀山县园艺场第二分场!植
株
$"
年生
!"#%
年花后
!$
*
$"
*
$
*
#""
*
#!$
和
#$"
B
!在(砀山酥梨)和(锈酥)树冠的东*南*西*北*中部
各随机摘取
!
个果实!每个样品共
#"
个果实!重复
%
次!
"
"
b
冷藏保存带回实验室分别切取厚度
$%$#
&
期 孙虹丽!等$(砀山酥梨)及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析
约为
"+$77
外果皮!液氮速冻处理!混合均匀后保
存于
(&"b
冰箱中备用
B+C
!
方法
B+C+B
!
多胺含量的测定
!
取梨果皮鲜重
"+$
=
!液氮
研磨加入
!+$7E
预冷的
$c
高氯酸在冰浴中研磨成
匀浆!冰浴浸提
#;
!于
b
下
#""""F
%
7.0
离心
%"
7.0
!取
$""
#
E
上清液加入
*
#
E
苯甲酰氯和
#7E!
7<9
%
ET8aC
溶液!低速涡旋
!"/
!
%*b
恒温水浴锅
中避光保温
!$7.0
!然后加入
!7E
饱和
T819
和
!
7E
冷乙醚!涡旋
!"/
!
b
下
#""""F
%
7.0
离心
$
7.0
!取
#+$7E
醚相于
!7E
塑料离心管中!放入烘
箱中
%*b
下避光干燥!若仍有苯甲酰氯味道!再加入
!$"
#
E
冷乙醚吹干!残余物置于
(!"b
下低温保存
备用色谱柱为
Va3M2Y4M)1
#&
柱"
2
=
.9A0G$
#
7
!
+,77d#$"77
#!柱温为
!$b
!流动相为甲醇
e
水
f*$e!$
!流速为
"+7E
%
7.0
待测样品用
#""
#
E
*"c
甲醇"
g
%
g
#溶解!用微孔滤膜过滤"有机系!孔径
为
"+$
#
7
#!过滤后上机测定!进样量为
!"
#
E
!用外
标法定量计算!将标准品
D:G
*
4
H
B
和
4
H
7
经过苯甲
酰化后用
#""
#
E,"c
甲醇配成一系列浓度!每次进
样
!"
#
E
!用峰面积对进样量做曲线!计算曲线方程和
相关系数
B+C+C
!
多胺合成中相关基因的克隆
!
取花后
#$"B
果实的果皮进行总
3T2
提取!采用"
4G8F4
H
.0D980G
3T2I.0.O.G
#
3T2
提取试剂盒提取!合成引物
%h)
1P4
!采用
DF<7A
=
8
公司的反转录酶"
I)IEg3A)
\AF/ALF80/>F.
H
G8/A
#合成
>PT2
!
(!"b
保存备用
根据(砀山酥梨)和(锈酥)抑制消减文库中得到
的
!"#
*
$%"$
*
$%&$%
个差异表达基因部分核苷
酸序列设计引物!利用基因特异性引物
2P1)$`
%
2P1)$3
*
4DP4)$`
%
4DP4)$3
和
4DI4)`
%
4DI4)
3
!以果皮
>PT2
为模板进行
D13
扩增!
D13
产物
经
#c
琼脂糖凝胶电泳分析*回收!连接到
H
J6I)L
载体!将含有目标片段的阳性单克隆送至深圳华大
有限公司分别测序!得到
!"#
*
$%"$
这
!
个基因
的
$h
端序列及
$%&$
的全长序列设计
%h)3216
引物
2P1)%`
#
和
2P1)%`
!
!
4DP4)%`
#
和
4DP4)
%`
!
!分别和
SDI9<0
=
*
TSD
进行巢式
D13
扩增!
克隆出
2P1
*
4DP4
这
!
个基因的
%h
端序列根据
$h
端和
%h
端的重叠序列利用
PT2I2T
软件进行拼
接!最后获得
%
个基因的全长序列本试验所用引
物见表
#

B+C+D
!
基因蛋白理化性质与系统进化分析
!
利用
DFH
8F87
网 站 "
;GG
H
$%%
@A_+A^
H
8/
]
+=
%
H
FH
8F87
%#!预测
!"#
*
$%"$
和
$%&$
这
%
个基因
编码蛋白的理化性质采用
I6J2$+"
软件!对预
测的
!"#
*
$%"$
*
$%&$
这
%
个基因氨基酸和
T1MX
已经登录相关基因的氨基酸序列进行系统进
化分析
B+C+E
!
多胺合成中相关基因的表达分析
!
分别以
(砀山酥梨)和(锈酥)花后
!$
*
$"
*
$
*
#""
*
#!$
和
#$"B
果皮总
3T2
为模板!反转录合成
>PT2
第一链!根据
获得的
!"#
*
$%"$
*
$%&$
基因的
%h
端序列!使用
DF.7AF
H
FA7.AF$+"
设计特异性引物
Z
=
2P1)`
和
Z
=
2P1)3
!
Z
=
4DP4)`
和
Z
=
4DP4)3
!
Z
=
4DI4)`
和
Z
=
4DI4)3
!以梨
!.-10
基因为内参!引物为
2>G.0)`
和
2>G.0)3
!
%
次重复使用
4L6DaT6
荧光定量
D13
仪进行定量分析!试剂采用
L8O838
公司的
4ZM3
$
DFA7.^ 6^ 34
5
LI
XX
!操作按照试剂说明进行!
采用
!
(
##
1L公式计算基因相对表达量本试验中所
用引物见表
!

表
B
!
$,5
扩增所需要的引物及序列
L8_9A#
!
D1387
H
9.[.>8G.<0FA
K
:.FAB
H
F.7AF/80B/A
K
:A0>A/
引物名称
DF.7AF087A
引物序列
DF.7AF/A
K
:A0>A
"
$h
$
%h
#
%h)1P4 22J12JLJJL2L1221J12J2JL21
"
L
#
%"
SDIE<0
=
1L22L21J21L121L2L2JJJ122J)
12JLJJL2L1221J12J2JL
TSD 22J12JLJJL2L1221J12J2JL
2P1)$` 2LJ11JJ111LJJ1LLJLLJ1JLJ
2P1)$3 J12L1JL12122J121LJJ22J
2P1)%`# 2J21LLJJ22L212LLL1L1LJJ1
2P1)%`! 1J1LJLLJL1122J12JLL1JJ
4DP4)$` 2LJJ2J21LJ21JJL2J122JJ2J
4DP4)$3 J1LJL2LJ22L1L12J2JLLJL
4DP4)%`# 2LL1222JJ1L1LJL1221L21
4DP4)%`! LLJ22L22J2LJLJL2LJJ2J1
4DI4)` 2J21LJJ2J21JJ2J22J22
4DI4)3 211JLLJL1L1L21L22L22
表
C
!
荧光
$,5
扩增所需引物及其序列
L8_9A!
!
3A89L.7AD1387
H
9.[.>8G.<0FA
K
:.FAB
H
F.7AF/80B/A
K
:A0>A/
引物名称
DF.7AF087A
引物序列
DF.7AF/A
K
:A0>A
"
$h
$
%h
#
Z
=
2P1)` 21LJ1LJ1LL1LJ1LJJLJ2
Z
=
2P1)3 L11111221LLLLLLJ1121
Z
=
4DP4)` LJ1LLLJLL1L211J2JJJ2
Z
=
4DP4)3 2JJLJ1L1JJ1221221222
Z
=
4DI4)` LJ1JLLJ11L21LLL1LLJ2
Z
=
4DI4)3 L11121122LJ11L1L222J
,%$#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
!!
结果与分析
C+B
!
(砀山酥梨)与(锈酥)果皮中
D
种多胺类物质
含量
!!
在花后
$"B
(砀山酥梨)和(锈酥)果皮外观无明
显差异!花后
#""B
两者果皮色泽开始呈现差别&花
后
#$"B
两者果皮外观差异显著"图
#
#!此时(锈酥)
不仅果皮褐变加深!果实可溶性糖*可滴定酸含量也
显著增高不同时期果皮中
D:G
含量测定结果显
示!在花后各个时期!(砀山酥梨)和(锈酥)中
D:G
含
量差异均达到显著水平除花后
$"
和
#$"B
外!其
它时期(砀山酥梨)果皮中
D:G
含量均显著高于(锈
酥)"图
!
!
2
#说明果皮中
D:G
提前出现较高的含
量!加速了细胞的生理代谢!促进了果皮褐色的形
成!增加了果实中可溶性糖*可滴定酸的积累
4
H
B
含量在花后不同时期!(砀山酥梨)和(锈
酥)中含量差异均达到显著水平在(砀山酥梨)中
呈现先降低*再升高*再降低的趋势!在(锈酥)中呈
现先升高*后降低*再升高的趋势这些可能与前期
D:G
含量的积累有关!在花后
$"
*
*$
和
#$"B
!(锈
酥)中的
4
H
B
含量要明显高于其在(砀山酥梨)中的
含量!其他时期均是(砀山酥梨)中的含量高于(锈
酥)中的含量在(砀山酥梨)花后
#""B4
H
B
含量
达到最大值!(锈酥)中在花后
*$B
达到最大值!过
高的
4
H
B
将有助于后续
4
H
7
的形成"图
!
!
M
#
不同时期中的(砀山酥梨)中的
4
H
7
含量呈现
先降低*后升高*再降低的趋势!而在(锈酥)中呈现
先升高*后降低*再升高的趋势在花后
$"
*
*$
和
#$"B
!(锈酥)中的
4
H
B
含量要明显高于其在(砀山
酥梨)中的含量!其他时期均是(砀山酥梨)中的含量
高于(锈酥)中的含量(锈酥)在花后
*$B4
H
7
含
量达到最大值!(砀山酥梨)在花后
#""B4
H
7
含量
达到最大值除了花后
!$B
!其他时期
4
H
7
在(砀
山酥梨)和(锈酥)中的含量差异均达显著水平!
4
H
B
和
4
H
7
的变化趋势较相似在花后
$"B
时!(锈
酥)果皮中
D:G
*
4
H
B
*
4
H
7
含量都要高于(锈酥)果皮
中的含量!这种趋势在
4
H
B
和
4
H
7
中一直持续到花
后
*$B
!可见花后
$"
"
#""B
是(砀山酥梨)和(锈
酥)产生差异的关键时期"图
!
!
1
#
根据本实验室前期对(砀山酥梨)和(锈酥)不同
时期果皮木质素含量的测定数据资料+#,分析!不同
时期果皮中多胺的含量与木质素增量呈正相关!但
相关关系均未达到显著水平说明果皮中木质素积
累与多胺的含量变化并不同步
C+C
!
多胺合成中相关基因的克隆
!"#
基因
$
)端"图
%
!
2
#和
%
)端"图
%
!
M
#经过
拼接!得到全长
>PT2
序列
!#5%_
H
!编码
$!*
个氨
基酸!登录号为
OI5!%5"%
&
$%"$
基因
$
)端"图
%
!
1
#和
%
)端"图
%
!
P
#经过拼接后得全长
>PT2
序列
5"5_
H
!编码
!!#
个氨基酸!登录号为
OI5!%5"$
&
$%&$
基因全长
>PT2
序列
###"_
H
"图
%
!
6
#!编
码
!!
个氨基酸!登录号为
OI5!%5",

C+D
!
多胺合成中
!"#
*
$%"$
和
$%&$
基因蛋白
理化性质分析
!!
用
DFH
8F87
预测
!"#
*
$%"$
和
$%&$
基
因编码蛋白的理化性质!推测该
%
个蛋白的分子式
分别为
1
%,%
C
$"&
T
5"
a
#",$
4
%*
*
1
#5$
C
!%!"
T
%*,
a

4
#
和
1
#,""
C
!&%#
T
&%
a
$%%
4
!#
!相对分子质量分别为
图
#
!
(砀山酥梨)和(锈酥)花后不同时期果皮色泽变化
P2` M+
花后天数&
UL+
(砀山酥梨)野生型&
IL+
(砀山酥梨)褐皮突变(锈酥)
.`
=
+#
!
L;AA^<>8F
H
><9<:F>;80
=
A/<[
(
P80
=
/;80/:9.
)
80B
(
Y.:/:
)
.0B.[[AFA0GB8
]
/8[GAF[:9_9<<7
P2` M+P8
]
/8[GAF[:9_9<<7
&
UL+U.9BG
]H
A<[
(
P80
=
/;80/:9.
)
H
A8F
&
IL+
(
Y.:/:
)!
7:G80GG
]H
A<[
(
P80
=
/;80/:9.
)
H
A8F
*%$#
&
期 孙虹丽!等$(砀山酥梨)及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析
图
!
!
(砀山酥梨)和(锈酥)花后不同时期果皮中多胺含量
.`
=
+!
!
L;A><0GA0G/<[
H
<9
]
87.0A.0A^<>8F
H
<[
(
P80
=
/;80/:9.
)
80B
(
Y.:/:
)
H
A8F8G
B.[[AFA0G/G8
=
A/
图
%
!
基因
!"#
*
$%"$
及
$%&$
序列
3216
扩增结果
I+PE!"""
&
2+!"#
基因
$h
端&
M+!"#
基因
%h
端&
1+$%"$
基因
$h
端&
P+$%"$
基因
%h
端&
6+$%&$
基因全长
.`
=
+%
!
D13
H
FG/<[!"#
!
$%"$80B$%&$/A
K
:A0>A/
87
H
9.[.AB_
]
F8
H
.B87
H
9.[.>8G.<0<[>PT2A0B/
I+PT2I8FNAF
&
2+L;A$h)A0B<[!"#
&
M+L;A%h)A0B<[!"#
&
1+L;A$h)A0B<[$%"$
&
P+L;A$h)A0B<[$%"$
&
6+L;A[:99A0
=
G;/A
K
:A0>A<[$%&$
*&%,+5
*
%%##%+5
和
"%5+
!等电点分别为
$+!%
*
+&*
和
$+5&
总带负电荷的残基"
2/
H
R
J9:
#分别为
&*
*
#
和
,
!总带正电荷的残基"
2F
=
R
E
]
/
#分别为
$&
*
!*
和
%5
亲水性平均数分别为
("+"*
*
"+"#,
和
("+##
!预测
2P1
和
4DI4
这
!
个蛋白均为水溶性蛋白!
4DP4
为疏水性蛋白
图

!
梨与其他物种中
!"#
"
2
#*
$%"$
"
M
#和
$%&$
"
1
#基因蛋白系统进化树分析
"+"!
*
"+"#
*
"+"$
分别为步长值&分支节点数值为自举支持率
.`
=
+
!
D;
]
9<
=
A0AG.>GFAA<[
H
:G8G.\A
H
F]
!"#
"
2
#!
$%"$
"
M
#
80B$%&$
"
1
#
=
A0A/
.0%

()*80B
H
FA\.<:/9
]
FA
H
H
980G/
"+"!
!
"+"#80B"+"$8FA[<H
/
&
M<H
\89:A/
8FA/;<@0<0G;A9A[G<[A8>;>98BA
利用
I6J2$+"
软件
TA.
=
;_=
方法!
将
!"#
*
$%"$
和
$%&$
这
%
个基因的预测蛋白!
与
JA0M80N
中已经登录的不同物种相关基因蛋白
进行系统进化树分析"图

#
!"#
基因预测蛋白
的进化树分析中!选择了苹果*梅*川桑*葡萄*毛白
杨*野茶树*枳*可可*棉花*蕃茄等!发现
!"#
基因
&%$#
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
%$
卷
的预测蛋白与苹果的亲缘关系最近"图

!
2
#&
$%6
"$
基因预测蛋白的进化树分析中!选择了苹果*梅
香瓜*川桑*葡萄*黄瓜*毛白杨*野茶树*可可*蓖麻
等!发现
$%"$
基因的预测蛋白与苹果的亲缘关系
最近"图

!
M
#&
$%&$
基因预测蛋白的进化树分析
中!选择了苹果*梅*葡萄*川桑*黄瓜*香瓜*格兰桉*
大豆*拟南芥*甘薯等!发现
$%&$
基因的预测蛋白
与苹果的亲缘关系最近"图

!
1
#
C+E
!
多胺合成中
!"#
*
$%"$
和
$%&$
基因的表
达分析
!!
花后
!$
和
$"B
时!(锈酥)果皮中
!"#
基因的
表达量均显著高于(砀山酥梨)&花后
$"B
(锈酥)果
皮中
!"#
基因的表达量达到高峰!而(砀山酥梨)
在花后
*$B
达到最大值"图
$
!
2
#幼果发育前期
(锈酥)果皮中
!"#
基因的上调表达*(锈酥)果皮
中
!"#
基因表达量高峰期的提早出现!与其果皮
中
D:G
提前出现较高的含量相吻合
在花
*$B
时!
$%"$
基因在(砀山酥梨)中的表
达量最高!而在(锈酥)花后
$"B
时表达量最高在
花后
!$
*
$"
*
$
和
#""B
时!
$%"$
在(锈酥)中的表
达量均高于在(砀山酥梨)中的表达量!这与
4
H
B
含
图
$
!
花后不同时期(砀山酥梨)和(锈酥)果皮中
!"#
*
$%"$
和
$%&$
基因的表达
.`
=
+$
!
L;A9A\A9/<[FA98G.\AA^
H
FA//.<0<[!"#
!
$%"$
80B$%&$.0A^<>8F
H
/<[
(
P80
=
/;80/:9.
)
80B
(
Y.:/:
)
H
A8F8GB.[[AFA0G/G8
=
A/
量在花后
*$B
达到最大值相吻合!
$%"$
基因在
(砀山酥梨)和(锈酥)中的表达趋势!与
4
H
B
含量在
(砀山酥梨)和(锈酥)中的变化趋势一致在花后
$"
和
*$B
时!
$%"$
在(砀山酥梨)与在(锈酥)中的
表达量存在显著差异"图
$
!
M
#
$%&$
基因在(砀山酥梨)果皮中的表达量呈
现先升高*后降低的趋势!总体变化差异性不大!在
(锈酥)中呈现先升高*后降低的趋势!在花后
$"B
时!
$%&$
在(锈酥)中的表达量最高!这与
4
H
7
含
量的变化趋势一致!说明
$%&$
基因在控制
4
H
7
合成的过程中起着正调控作用在花后
!$
*
$"
*
*$
和
#!$B
时!
$%&$
在(锈酥)中的表达量均高于在
(砀山酥梨)中的表达量在花后
!$
和
$"B
时!
$%&$
在(砀山酥梨)与在(锈酥)中的表达量存在
显著性差异"图
$
!
1
#
对
!"#
*
$%"$
*
$%&$
基因的表达量与
D:G
*
4
H
B
*
4
H
7
含量作相关性分析!结果显示!各基因表
达量与相关的多胺含量存在正相关关系!但相关性
未达到显著水平由此可见!基因表达量的上调下
调!与其调控的代谢产物的增加或减少!尚存在较复
杂的关系
%
!
讨
!
论
从多胺代谢途径可知!多胺在分解代谢中产生
C
!
a
!
!
C
!
a
!
参与木质素的合成过程!细胞壁中
C
!
a
!
会参与多种与胞壁相关的生理过程!如细胞程序性死
亡*胞壁木质素的合成和硬化*细胞防御性反应
等+#$)#*,衡伟等+#&,研究发现!花后
$"
和
*$B
!(锈酥)
果皮中的
C
!
a
!
含量要高于(砀山酥梨)中的含量
李晓峰等关于(砀山酥梨)和(锈酥)研究结果显示!花
后
*$
"
#!$B
!是(锈酥)果皮褐色产生的关键时期!其
木质素增量要明显高于(砀山酥梨)!这可能是导致
(锈酥)果皮褐色产生的原因之一+#,在衡伟等的研
究中!(砀山酥梨)芽变品系(锈酥)果皮木质素含量的
增加*细胞结构的变化*表皮细胞层木栓程度高!是导
致锈酥果皮发生褐变的主要原因+#5,
本研究发现!在果实发育初期!
D:G
在(砀山酥
梨)及(锈酥)中的含量都较高!但随后的时期中又达
到一个小高峰!但在花后
$"B
时(锈酥)果皮中
D:G
含量要明显高于(砀山酥梨)!而根据多胺在植物中
的合成途径可知!在大部分的生物体内!多胺的合成
始于
D:G
合成!它是
4
H
B
合成过程中的直接底物!它
含量的高低会直接影响后续
4
H
B
和
4
H
7
含量+!",
在果实发育过程中!坐果期细胞分裂旺盛!
D:G
含量
5%$#
&
期 孙虹丽!等$(砀山酥梨)及其褐皮芽变果皮中多胺类物质含量和相关基因表达分析
会比较高!(锈酥)中较高
D:G
含量的积累可能更有
利于后期果皮中多胺合成而在花后
*$B
时!
4
H
B
和
4
H
7
在(锈酥)果皮中的含量比在(砀山酥梨)中
的高过高的
4
H
B
和
4
H
7
可能对多胺降解产生影
响!从而影响
C
!
a
!
含量在花后
!$
*
$"
和
*$B
!
!"#
*
$%"$
*
$%&$
在(锈酥)果皮中的表达量要高
于(砀山酥梨)!在花后
$"B
表达量达到最高!这与
前面测定的多胺含量在花后
$"B
时!(锈酥)果皮中
的多胺含量要高于(砀山酥梨)的结果相一致!由此
可见!在花后
$"
"
#""B
多胺的变化!可能在果皮褐
色形成过程中起了关键作用
在(砀山酥梨)与(锈酥)外观表现差异的各个时
期!两者果皮中的多胺含量*相关基因的表达也存在
差异因此推测!这些差异可能会对后续多胺分解
中
C
!
a
!
的含量产生影响!继而影响木质素含量!最
后影响到(锈酥)的果皮颜色形成产生关于不同时
期(砀山酥梨)和(锈酥)果皮中
C
!
a
!
含量!与木质
素含量的关系!正在进一步的试验研究之中
参考文献!
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吴耕民 译
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