SWEET家族基因調控枇杷果實糖分配與積累的功能解析

《SWEET家族基因調控枇杷果實糖分配與積累的功能解析》是依託上海套用技術大學，由秦巧平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：SWEET家族基因調控枇杷果實糖分配與積累的功能解析
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：秦巧平
• 依託單位：上海套用技術大學

項目摘要

枇杷是江浙等地重要經濟樹種，但是多地因主栽品種風味偏淡、品質不佳而導致經濟效益遠低於預期。果實風味主要由糖酸含量決定，糖是品質形成的基礎和核心，糖分配和積累水平的差異可以直接導致果實品質的巨大差距。果實糖積累水平受栽培、氣候等外界條件影響，但是起決定作用的仍然是其內在因素，闡明糖積累及調控機理是實現品質調控、指導高品質育種的理論基礎。近來在模式植物中發現SWEET家族基因對植物體內糖分配及生長發育起重要作用。我們前期通過對兩個糖積累水平差異較大的枇杷品種不同發育時期果實轉錄組測序獲得了枇杷SWEET基因家族12個成員，本項目在此基礎上開展枇杷SWEET家族基因調控糖分配及積累機理研究，利用MALDI質譜成像、CRISPR和轉錄組分析技術從組織水平和分子水平尋找品種間糖積累水平差異的原因，解析糖在果實中分配、積累及調控的分子網路，從理論上探索果實品質形成機理，為育種實踐提供基礎。

結題摘要

枇杷是四川、福建、浙江等地的重要經濟樹種，在地方農業經濟中發揮重要作用。果實品質是發揮其經濟價值的核心，而風味品質是果實品質的核心。果實風味主要由糖酸含量決定，糖是品質形成的基礎和核心，糖分配和積累水平的差異可以直接導致果實品質的巨大差距。本研究圍繞枇杷果實品質按照研究計畫展開研究，完成了研究計畫中制定的內容，鑑定了枇杷SWEET基因家族7個成員，對其亞細胞定位、保守結構功能域等進行了分析，分析了SWEET基因家族成員表達對不同外源糖處理和鹽脅迫的回響。利用轉錄組測序從照種、白梨、冠玉、茂木、田中、櫟葉、寧海白、寶珠、軟條白沙等不同枇杷品種中分離到SWEET2、SWEET17等糖運輸家族基因，並對不同品種基因表達與果實糖積累水平進行相關性分析，結果顯示，糖運輸基因表達與糖積累呈顯著正相關，SWEET基因表達水平的差異可能是造成不同品種糖積累水平差異的原因之一，研究結果為SWEET基因的糖轉運功能提供了依據。通過生物信息學分析篩選了可能參與枇杷糖運輸蛋白SWEET基因轉錄水平調控的三類轉錄因子，包括25個MYB、27個bHLH、13個DOF，初步分析了枇杷三類轉錄因子的編碼信息、基序結構及進化關係。項目實施期間，課題組結合實際情況對研究工作進行了拓展，比較了幾種簡易實用保鮮方法對枇杷采後貯藏保鮮的效果，分析了枇杷果實成熟過程中內源激素水平的變化及內源激素與糖的相關性，課題組聯合福建省農科院和浙江省農科院研究了高強度光脅迫對枇杷葉片礦質元素和三萜酸含量的影響，開展了枇杷屬植物落黃葉片顏色遺傳多樣性分析。本項目從生理和分子水平探索了果實品質形成機理，為育種實踐提供了一定理論基礎。