南方农业学报

作者：萧允艺, 赵晓梦, 刘金丰, 于泽浩, 刘杰凤, 林丽静,

关键词：番石榴, 抗坏血酸, 果实发育, 基因表达,

【目的】测定番石榴果实发育过程中的抗坏血酸含量,并分析番石榴抗坏血酸合成酶基因的表达特性,为后续深入挖掘果实抗坏血酸合成调控机理及选育优质番石榴品种提供理论参考。【方法】以番石榴品种珍珠果实为研究对象,测定不同果实发育(花后10~130 d)过程中果肉(鲜重)中抗坏血酸含量及单果抗坏血酸总量,并从番石榴基因组数据中挖掘其抗坏血酸合成途径酶基因,通过实时荧光定量PCR检测其在果实发育过程中的表达特性。【结果】珍珠番石榴品种果实发育成熟周期为130 d,生长速率出现2个高峰期,分别出现在幼果膨大期和大果膨大期,果实果皮颜色从深绿色向浅绿转变,在花后110 d果皮颜色转变最明显。番石榴果肉抗坏血酸含量在果实发育成熟前期(花后10~40d)保持在较高水平,特别是在花后30d,果肉抗坏血酸含量达132mg/100g,在花后40~100d抗坏血酸含量稍微下降但较稳定,保持在102.73 mg/100 g以上,成熟后期随果实迅速膨大而抗坏血酸含量略有下降,为84.39 mg/100 g,但单果抗坏血酸总量持续上升。从番石榴基因组数据共鉴定获得13个基因编码果实抗坏血酸合成途径相关酶的基因,这些基因编码完整L-半乳糖途径的相关酶,其中有6个基因集中于3号染色体,推测3号染色体是番石榴果实维生素合成的关键染色体。实时荧光定量PCR检测结果显示,除磷酸甘露糖异构酶基因(PgPMI1)和甘露糖磷酸变位酶基因(PgPMM1)在果实发育成熟过程中表达不规律外,其余11个L-半乳糖途径相关酶基因均在果实发育中期上调表达,后期表达又下调。果实抗坏血酸含量与GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因(PgGMP1)和GDP-甘露糖-3',5'-表型异构酶基因(gGME2)表达显著正相关(P<0.05)。【结论】番石榴果实抗坏血酸积累与其合成途径基因的完整性及表达水平密切相关,推测由9类酶组成的L-半乳糖途径存在复杂的分子调控网络,挖掘获得的13个L-半乳糖途径成员,可用于后续番石榴优良品种的选育及转录调控机理研究。

来源：2024年第2期

《南方农业学报》期刊编辑部

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