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SR|新疆农业大学利用qRT-PCR等技术揭示了杏发育和成熟过程中乙烯代谢和果胶酶活性的转录组分析
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发表时间：2021-07-01 15:26:03
乙烯代谢对跃变果实非常重要，杏是典型的跃变果实。果胶酶的活性与果实硬度密切相关，进而影响果实品质。为了更好地了解杏果实发育和成熟过程中乙烯代谢、果胶酶活性及其分子调控机制，对不同发育阶段的乙烯代谢、果胶酶活性和“轮太白星”杏果实转录组进行了分析。
近日新疆农业大学研究团队在Scientific reports发表了一篇名为“Transcriptomeanalysis insight into ethylene metabolism and pectinase activity of apricot (Prunusarmeniaca L.) development and ripening”的文章，揭示了杏 ( Prunus armeniaca L.) 发育和成熟过程中乙烯代谢和果胶酶活性的转录组分析。
果实发育和成熟过程中乙烯代谢前体、酶活性和乙烯释放量增加，成熟阶段与其他阶段差异显着（P< 0.05)。S1-S5阶段果实硬度显着下降，S5阶段多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶和果胶裂解酶活性显着高于其他阶段。水果的 RNA 测序 (RNA-seq) 分析导致在发育和成熟过程中鉴定了 22,337 个 unigenes 和 6629 个差异表达基因 (DEG)，其中 20,989 个unigenes 在公共蛋白质数据库中进行了注释。在功能富集分析中，发现三个阶段中的DEGs参与植物激素信号转导。通过KEGG通路分析鉴定了杏果实中影响乙烯代谢的4个关键基因、6个关键的乙烯信号转导基因和7个与果胶酶相关的基因。
通过 qRT-PCR 验证乙烯和细胞壁代谢相关的 DEG
为了评估RNA-seq数据的有效性并进一步确认鉴定的差异基因表达模式，选择了三个时期表达差异的9个基因进行qRT-PCR分析。PaACO、PaSAM、PaMet、PaACS、PaPG、PaPME01和PaPME02的转录水平在杏的L42D中较低，这与通过qRT-PCR观察到的下调趋势一致。它们在 L63D 或 L77D 中的表达显着增加，这反映了乙烯产量和果胶降解的变化。因此，qRT-PCR 结果与 RNA-seq 结果一致
乙烯代谢和乙烯信号转导途径
本研究利用Illumina测序平台对杏果实从硬核期到成熟期的转录组进行分析。在鉴定的DEGs中，鉴定出10个与乙烯代谢和信号转导相关的基因和7个与果胶酶相关的基因。杏最关键的基因是ACS2、ACO、EIN2和ERF，参与乙烯代谢途径和乙烯信号转导途径，PG和PME参与影响果实硬度的果胶酶代谢途径。本研究为理解杏果实成熟过程中乙烯的调控提供了重要的理论基础，并为进一步研究这些基因在改善果实品质性状中的功能意义奠定了基础。
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