联合转录组和代谢组分析光照对葡萄果实成熟的影响

2025-05-30 90 1.45M 0

  摘要:[目的] 光是影响植物生长发育各个方面的关键环境因子。了解光照对葡萄果实发育及成熟的转录调控将有助于深入了解光对果实成熟的影响。[方法]以‘巨峰’葡萄果实为试验材料,于花后100 d采用黑袋遮光处理,同时设置正常光照条件作为对照组。在处理后,测定了果实成熟相关的生理指标以及果实品质指标。此外,对遮光与正常光照条件下的葡萄果皮与果肉分别进行转录组与代谢组测序,重点分析了类黄酮、香气代谢、叶绿素合成途径中基因的表达差异,以揭示光照对葡萄果实成熟的具体响应机制。[结果] 结果表明,遮光处理提高了果实中叶绿素、可滴定酸、淀粉以及蔗糖合成酶等指标的含量。与光照处理相比,花色苷、葡萄糖、果糖、蔗糖磷酸合成酶、酸性转化酶以及中性转化酶的含量则有所下降。在转录组和代谢组数据的分析中,共分为两个比较组:遮光处理果皮与光照处理果皮,遮光处理果肉与光照处理果肉。通过转录组与代谢组的联合分析发现,DEG主要参与植物激素合成、淀粉与蔗糖代谢、次生代谢物合成等关键生理过程。此外,与果实色泽形成密切相关的类胡萝卜素生物合成和类黄酮生物合成途径也被显著富集。[结论] 遮光处理显著降低葡萄果实中花色苷的含量,同时提高叶绿素的含量,从而抑制了葡萄果实的正常着色。相比之下,光照处理则通过调节果实花色苷合成、糖代谢相关途径中关键基因的表达水平,进而对果实的品质产生重要影响。本研究揭示了葡萄果实成熟过程中响应光信号的潜在机制,为葡萄果实品质调控提供了重要的理论依据。

  文章目录

  1 材料与方法

  1.1 植物材料及试验设计

  1.2 可溶性糖、有机酸和花色苷含量的测定

  1.3 转录组测序

  1.4 差异表达基因分析

  1.5 基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径富集分析

  1.6 UPLC-MS/MS分析代谢产物提取和代谢组学分析

  1.7 数据分析

  2 结果与分析

  2.1 黑暗和光照条件下果实品质的比较

  2.2葡萄果实对遮光和光照条件的转录组分析

  2.3 DEG的GO和KEGG富集途径分析

  2.4 代谢组学分析

  2.5 代谢组KEGG途径分析

  2.6 遮光处理影响叶绿素代谢途径

  2.7 植物激素生物合成

  2.8 遮光对葡萄果实黄酮代谢的影响

  2.9 遮光处理对葡萄果实α-亚麻酸代谢的影响

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