灰葡萄孢胁迫下两种贮藏温度对‘徐香’猕猴桃果实代谢物及其机理研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taozijian
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灰霉病是猕猴桃果实在贮运过程中最常见、危害最严重的病害之一,此病害可给猕猴桃市场带来巨大的经济损失。目前,化学杀菌剂是防治猕猴桃灰霉病的主要措施,随着人们对饮食健康需求的不断增加,减少化学杀菌剂的使用已成为一种趋势。然而,作为猕猴桃贮藏期间的主要病害之一,猕猴桃灰霉病的发病机理尚不明确。因此,开展猕猴桃贮藏期间灰霉病的发病机制研究对指导猕猴桃合理的贮藏具有重要理论和现实意义。本文以猕猴桃和灰葡萄孢为材料,借助代谢组学及分子生物学研究了贮藏后称猴桃关键营养品质的变化,从物质代谢水平全面揭示了贮藏过程中猕猴桃的灰霉病发病机理,并通过RT-qPCR(Quantitative Real-time PCR)验证发病相关基因的表达情况。其主要研究结果如下:(1)在4℃、20 ℃贮藏7天后,测定未感染灰霉病猕猴桃中抗坏血酸、可溶性固形物以及蛋白质含量。结果表明,与20℃贮藏的样本相比,4℃贮藏时,猕猴桃中可溶性固形物含量减少了 7.1%。此外在20℃贮藏时,抗坏血酸和蛋白质含量分别减少了 7.7%和14.8%。利用气相色谱-质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)和液相色谱-质谱(liquid chromatograph-mass spectrometer.LC-MS)技术,对在 4℃、20 ℃贮藏7天后未感染灰霉病的猕猴桃进行代谢物监测,经代谢软件综合分析后,20℃与4℃贮藏的猕猴桃相比,共观察到98种上调代谢物和82种下调代谢物,大部分与果实能量代谢途径、氨基酸代谢途径、以及TCA循环相关。结果表明在20°C贮藏样本会加速猕猴桃能量的消耗、氨基酸的合成。(2)运用气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱技术,对感染灰霉病的猕猴桃在4℃和20℃贮藏7天后进行了代谢层面的对比和分析。检测到102种代谢物发生了显著的变化(|Foldchange|>1.5或P值小于0.05(P≤0.05))。其中包括11种脂类代谢物,8种氨基酸类代谢物,6种糖类代谢物,4种醇类代谢物,3种苷类代谢物,3种酮类代谢物,2种胺类代谢物等。其中60种上调,42种下调,这些代谢物主要分布于12条代谢通路中,包括磷酸戊糖途径、嘌呤嘧啶代谢、糖酵解途径、三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸的合成和辅因子代谢等。结果显示灰葡萄孢的胁迫可以影响寄主中一系列与植物激素、信号转导、胁迫和防御响应相关代谢物的合成,20°C贮藏样本会加强寄主抗逆相关代谢物的合成及基因的表达。通过与Metacyc数据库比对,结果发现主要有五条代谢通路与猕猴桃灰霉病的发病相关:S-腺苷甲硫氨酸途径、PRPP途径、精胺与亚精胺途径、四氢生物蝶呤途径和钼辅因子途径。选取途径相关的基因(mtnA、PRS4-Q、GhSPMS、GTPCH-2和GmCm1)进行RT-qPCR验证,结果表明,基因的表达量变化与大部分相关代谢物浓度呈正相关性。
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