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花青苷是评价果实内在营养价值的重要指标,也是影响外观品质的重要因素。花青苷是一种广泛存在于植物中的天然色素,具有抗氧化活性,是维护人体健康不可缺少的营养物质。‘烟富8’是2012年通过鉴定的浓红型芽变新品种。该品种萌芽率比较高,成枝力强,容易成花,主要以短果枝结果;坐果率高,达到80%以上,果台枝连续结果能力强;成熟期果实摘袋后着色快,色泽鲜艳,初为条红,后转为片红,果皮花青苷含量明显高于‘长富2’富士。本研究探索了光诱导‘烟富8’果皮花青苷生物代谢的基因调控,为提高苹果品质提供依据。 光是影响苹果糖类物质合成和果实着色的重要环境因子,适宜的光环境不仅能促进果实糖类物质的代谢,也能促进果皮花青苷的生物合成与积累。本研究以‘烟富8’和‘长富2’为试验材料,研究了二者在树冠相同部位果实糖类物质和花青苷含量的差异,并从果皮中克隆了MdUVR8、MdCRY1、MdHY5基因,利用qRT-PCR技术分析MdUVR8、MdCRY1、MdHY5、MdMYB1、MdDFR和MdUFGT基因表达情况以及与苹果果皮花青苷积累规律的关系,以期在分子水平上进一步解析苹果花青苷代谢调控机制。具体研究结果如下: 1.利用照度计测定果实所处环境光强,采用比色法测定‘烟富8’和对照富士果肉中的可溶性糖和还原糖含量,采用pH示差法测定‘烟富8’和对照富士果皮中的花青苷含量。相同树冠位置的果实所处环境光强差异不显著,而树冠外围光强是内膛的十多倍。‘烟富8’与对照富士树冠外围果实摘袋后相同天数的苹果果肉中可溶性糖和还原糖含量总体差异不显著,仅‘烟富8’摘袋后的天数为1d和5d的果肉还原糖含量显著低于对照。树冠内膛‘烟富8’和对照富士摘袋后相同天数的苹果果肉中可溶性糖和还原糖含量总体差异不显著,其中,‘烟富8’摘袋后的天数为5d和7d的果肉可溶性糖含量显著高于对照,‘烟富8’摘袋后的天数为1d的果肉还原糖含量显著低于对照。相同树冠位置摘袋后的天数9d的花青苷含量比较发现,‘烟富8’果皮花青苷含量是对照的2~3倍。 2.以‘烟富8’果皮RNA为模板,利用同源克隆及PCR等技术得到MdUVR8、MdCRY1、MdHY5基因序列,长度分别是1359 bp、2040 bp、495 bp,各含有可编码452、680、165个氨基酸的开放阅读框(ORF),并对MdUVR8、MdCRY1、MdHY5进行了序列分析。 3.荧光定量PCR结果表明,相同树冠位置‘烟富8’和对照富士果皮中MdUVR8、MdCRY1在摘袋之后的表达趋势总体保持一致;MdHY5在不同品种及不同树冠位置的表达趋势基本一致,均在摘袋1d后表达水平最高,之后表达量迅速下降且变化比较平稳,相同树冠位置,摘袋1d的‘烟富8’中MdHY5的表达水平高于对照;相同树冠位置,MdMYB1在不同摘袋天数‘烟富8’果皮中的表达量均高于对照;相同树冠位置,摘袋天数为3d、5d、7d、9d的各个时期‘烟富8’中MdDFR、MdUFGT表达水平均显著高于对照。 由以上结果得出,‘烟富8’着色对光照的敏感性高于‘长富2’富士;MdHY5基因在苹果花青苷的合成和代谢中具有重要的作用,而MdUVR8和MdCRY1基因的具体作用尚不清楚仍需进一步研究。