番茄果實采后低溫傷害的代謝組和轉(zhuǎn)錄組分析研究.pdf

1、番茄是一種重要經(jīng)濟作物，起源于熱帶，番茄果實對低溫非常敏感。目前，低溫貯藏仍然是最常用的果蔬保存手段，因此，探究番茄果實在低溫條件下的變化情況對于番茄采后儲藏具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本論文通過對番茄果實25℃常溫和4℃低溫冷害處理條件下7天、14天、21天、28天的轉(zhuǎn)錄組和代謝組分析，發(fā)現(xiàn)1369個基因在低溫下持續(xù)高表達，1735個基因持續(xù)低表達。通過對以上差異基因進行基因本體學(xué)和KEGG功能富集分析，發(fā)現(xiàn)高表達基因與低表達基因

2、分別控制不同代謝通路，4℃低溫下低表達的基因在細胞壁相關(guān)，如細胞壁合成、植物細胞壁組分等條目中顯著富集，而在低溫下高表達基因在光合作用相關(guān)，如葉綠體、葉綠體基質(zhì)、類囊體、PSⅠ光合電子傳遞等條目中顯著富集。利用Mapman對所有差異表達基因進行代謝總括分析，進一步驗證了上述結(jié)果。
　　進一步構(gòu)建了番茄果實低溫冷害條件下物質(zhì)變化和基因表達的代謝關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。在糖類和有機酸代謝中，發(fā)現(xiàn)低溫可導(dǎo)致檸檬酸含量升高，而蘋果酸含量先上升，后下降。

3、4℃低溫下，葡萄糖含量先升高后降低，低溫處理末期含量再次升高。核糖與景天庚酮糖在低溫處理中期含量上升，與之合成相關(guān)的葉綠體轉(zhuǎn)酮醇酶、葉綠體核酮糖-磷酸-3-表異構(gòu)酶、核糖-5-磷酸-異構(gòu)酶2基因表達量均上調(diào)。脂肪酸代謝方面，4℃下番茄果實在貯存初期軟脂酸和硬脂酸含量均下降。低溫下細胞質(zhì)而非線粒體中飽和脂肪酸鏈延長占據(jù)主導(dǎo)地位。氨基酸代謝方面，丙氨酸、絲氨酸、纈氨酸在低溫處理初期時含量偏高，脯氨酸含量則相對降低。
　　對所有參與上述

4、代謝的基因進行共表達分析，發(fā)現(xiàn)55個番茄基因中，44個基因可與至少另外一個基因存在顯著相關(guān)性。其中甘油酸脫氫酶、溶酶體-β-葡糖苷酶基因與另外7個基因相連。細胞質(zhì)飽和脂肪酸鏈延伸過程中涉及到的三個基因：3-?；鞍走€原酶、葉綠體生物素羧化酶1、丙二酰輔酶A-ACP轉(zhuǎn)酰酶之間有顯著相關(guān)性，三者可能存在基因間相互調(diào)控。隨機選取23個參與上述代謝的基因進行表達量驗證，22個基因表達模式與RNA-seq分析結(jié)果一致。
　　綜上，本研究鑒定