葡萄microRNA對二氧化硫的回響及其在貯藏保鮮中的作用

《葡萄microRNA對二氧化硫的回響及其在貯藏保鮮中的作用》是依託山西大學，由儀慧蘭擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：葡萄microRNA對二氧化硫的回響及其在貯藏保鮮中的作用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：儀慧蘭
• 依託單位：山西大學

項目摘要

二氧化硫（SO2）是目前鮮食葡萄貯藏期間最有效的保鮮劑，但受殘留困擾。為尋找更好的保鮮劑，需要研究SO2保鮮的作用機制。葡萄采後SO2處理組果粒中硫代謝、防禦相關基因轉錄改變，抗逆相關miRNA轉錄應答，可能與保鮮有關。為此，本項目擬採用高通量測序技術獲得貯藏期間不同時段SO2處理組和對照組葡萄果粒miRNA轉錄組，比較SO2處理組品質無損傷樣品與對照組品質下降過程中miRNA的轉錄差異，選SO2處理和對照組間差異表達的miRNA分子，預測其靶基因並進行生物信息學分析，篩選保鮮相關miRNA-靶基因；Northern雜交檢驗miRNA分子，5′RACE鑑別其靶基因；RT-PCR分析貯藏不同時段SO2處理和對照組中miRNA及其靶基因的轉錄水平，分析miRNA變化規律及對靶基因表達的影響；構建防腐保鮮相關miRNA-靶基因調控網路，為揭示鮮食葡萄SO2保鮮機制、建立無害化貯藏保鮮技術做出貢獻

結題摘要

二氧化硫是目前最有效的葡萄保鮮劑。為揭示二氧化硫保鮮機制，我們研究了貯藏期間果實內部發生的生物學過程，比較了二氧化硫保鮮組和對照組間存在的分子構成、生物酶活性和細胞代謝途徑的差異。在對照組和二氧化硫組貯藏20天、40天和60天時分別取材，連同貯藏起始點材料，共構建了7個小RNA文庫，檢測miRNA表達譜，在玫瑰香葡萄果實中鑑定到了葡萄中所有保守的miRNA家族。共鑑定到148個known miRNAs，分屬於23個保守的miRNA家族和24個非保守的miRNA家族。有49個novel miRNAs為玫瑰香葡萄特有。miR169是鑑定到的最大家族，包含24個成員。各miRNA家族的表達水平不盡相同，同一家族各成員的表達量也各不相同。26個家族的54個 known miRNAs和7個novel miRNAs在SO2組和對照組間差異表達。61個差異表達的miRNAs中，只有miR3635-3p未預測到靶基因，其餘的60個miRNAs共預測到具有功能描述的靶基因543個。選擇表達水平顯著變化的6個miRNAs，通過RT-qPCR驗證了不同貯藏時期葡萄果實中SO2熏氣組中miR479，miR399g，miR397a和miR3627-5ps的高表達，及miR3627-3p和miR2950-3p的表達量降低。並通過RT-qPCR檢測了miR479，miR399g，miR397a，miR3627-5p，miR3627-3pH和miR2950-3p的靶基因β-galactosidase，ACO3，LOX，Grip22，PAL和CHS在貯藏期間的表達水平，證實miRNAs對它們的靶基因負調控。鑑定的6對miRNA-靶基因參與玫瑰香貯藏期間包括果實軟化，衰老，乙烯合成，次生代謝等過程，形成了miRNA-靶基因參與SO2對鮮食葡萄保鮮過程的調控網路。隨後，在模式植物擬南芥驗證了miRNA在SO2誘導植物抗病性增強過程中的作用。之後，通過對貯藏期間葡萄果實防禦相關酶的活性檢測，基因表達譜檢測、RT-PCR驗證等，發現次生代謝途徑增強及其產物合成增加對果實貯藏保鮮具重要作用，植物抗病防禦應答參與果實保鮮過程，SO2對細胞代謝過程的影響是延緩果實生理衰老、維持果實品質的基礎。