【摘 要】
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草莓（Fragaria×ananassa Duch.）是多年生蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）植物,品种众多、色泽艳丽、香气浓郁、口感上乘,深受消费者喜爱。草莓果实品质包括果实形状、大小、色泽、口感质地、甜酸度和香气等,尤其是酸甜度和果实色泽,是果实优质与否的重要参考指标,也是吸引消费者购买的主要因素之一。因此,探究草莓果实品质调控的机理,一直是众多研究者的关注重点。本文以在酸
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草莓（Fragaria×ananassa Duch.）是多年生蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）植物,品种众多、色泽艳丽、香气浓郁、口感上乘,深受消费者喜爱。草莓果实品质包括果实形状、大小、色泽、口感质地、甜酸度和香气等,尤其是酸甜度和果实色泽,是果实优质与否的重要参考指标,也是吸引消费者购买的主要因素之一。因此,探究草莓果实品质调控的机理,一直是众多研究者的关注重点。本文以在酸甜度方面具有典型差异的三种草莓为试材,检测了三个草莓品种成熟期果实的转录组和代谢组数据。结合转录组、代谢组和基因表达谱联合分析,筛选出了与草莓糖酸代谢相关的两个差异基因,并对这两个基因进行了克隆与表达分析,旨在挖掘影响不同品种草莓果实糖酸积累差异的关键基因,为深入进行草莓果实品质的分子调控奠定基础。主要研究内容如下:（1）为深入探究影响草莓果实品质的糖酸代谢通路和调控基因,以红颜（HY）、白雪公主（BX）和桃薰（TX）草莓为试材,利用转录组和代谢组测序联合分析。结合本实验室前期对不同草莓品种果实糖酸含量的测定分析,发现三个草莓品种糖含量差异不显著,但白雪公主的甜度明显高于其他两种草莓,总有机酸含量最低的桃薰草莓,其糖酸比显著高于红颜和白雪公主。基于代谢组数据,通过三个比较组HYvs BX,TX vs BX,TX vs HY,分析得到743个差异代谢物,其中已知的有150个,最后筛选出21个含量差异显著的代谢物,这些代谢物可能与三种草莓糖酸度差异相关;转录组测序共获得74.95Gb Cleanreads,共比对到草莓基因组77213个基因,对三种草莓的差异基因进行两两比较后,发现三个比较组共有的差异表达基因824个。对差异代谢物和差异表达基因进行关联分析后,发现在TCA循环与GABA代谢路径中,琥珀酸半醛脱氢酶（SSADH）-琥珀酸-琥珀酸脱氢酶（泛醌）铁硫亚基（SDH2-2）-延胡索酸这一反应模块显著激活,基因与代谢物为共表达模式,并筛选出FaSSADH和FaSDH2-2两个候选基因作为可能的糖酸代谢的调控基因。（2）以桃薰草莓成熟果实的cDNA为模板,克隆了定位在草莓的第三条染色体下端的FaSSADH基因,其CDS全长为1593bp,编码530个氨基酸组成的56.51kDa大小的蛋白。序列比对发现FaSSADH基因的结构域相对保守,亚细胞定位预测FaSSADH蛋白定位于线粒体,不含跨膜结构和信号肽;qRT-PCR分析发现其在白雪公主和桃薰中的表达量显著高于红颜,结合三个草莓品种中柠檬酸和苹果酸等有机酸的含量差异,推测FaSSADH可能负调控草莓果实中有机酸的合成。构建FaSSADH基因的pNC-ET-28载体,并转入大肠杆菌BL21中进行原核表达,蛋白表达明显,并存在于上清液中,纯化蛋白与预测值56.51KD相符。（3）利用桃薰草莓成熟果实的cDNA为模板,克隆了定位在草莓第6条染色体上端的FaSDH2-2基因,其CDS全长为861bp,编码286个氨基酸组成的32.01kDa大小的蛋白。序列比对发现FaSDH2-2基因的结构域相对保守,亚细胞定位预测FaSDH2-2蛋白定位于线粒体,不含跨膜结构和信号肽,序列比对显示其结构域相对保守。qRT-PCR分析发现FaSDH2-2在白雪公主和桃薰中的表达量高于红颜。结合三个草莓品种中柠檬酸和苹果酸等的含量差异,推测FaSDH2-2可能同样负调控草莓果实中有机酸的合成。原核表达得到的蛋白几乎都是以包涵体的形式存在于沉淀中,经过超声波破碎可获得相关蛋白,与预测值32.01KD相符。
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