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1、 分类号： S66 单位代码： 10335 密 级： 学 号：10616042 博 士 学 位 论 文 采后枇杷和桃果实冷害发生与采后枇杷和桃果实冷害发生与 ROP 基因的表达调控基因的表达调控 Occurrence of Chilling Injury and Regulation of ROP Gene Expression in Postharvest Loquat and Peach Fruits 申请人姓名： 金微微 指导教师： 陈昆松 教授 合作导师： 徐昌杰 教授 专业名称： 果树学 研究方向： 果实采后生理与分子生物学 所在学院： 农业与生物技术学院 论文提交日期论文提交日期
2、2009 年年 6 月月 采后枇杷和桃果实冷害发生与采后枇杷和桃果实冷害发生与 ROP 基因的表达调控基因的表达调控 论文作者签名论文作者签名: 指导教师签名指导教师签名: 论文评阅人 1： 双 向 隐 名 评阅人 2： 评阅人 3： 评阅人 4： 评阅人 5： 答辩委员会主席：应铁进 教授 浙江大学生物系统工程与食品科学学院 委员 1： 王世平 教授 上海交通大学农学院 委员 2： 戚行江 研究员 浙江省农业科学院 委员 3： 傅承新 教授 浙江大学生命科学学院 委员 4： 陈昆松 教授 浙江大学农业与生物技术学院 委员 5： 答辩日期： 2009 年 6 月 6 日 Occurrence
3、of Chilling Injury and Regulation of ROP Gene Expression in Postharvest Loquat and Peach Fruits Authors signature: Supervisors signature: Thesis reviewer 1： Double-blind Thesis reviewer 2： Thesis reviewer 3： Thesis reviewer 4： Thesis reviewer 5： Chair： YING Tiejin Zhejiang University (Committee of o
4、ral defence) Committeeman 1： WANG Shiping Shanghai Jiao Tong University Committeeman 2： QI Xingjiang Zhejiang Academy of Agriculture Sciences Committeeman 3： FU Chengxin Zhejiang University Committeeman 4： CHEN Kunsong Zhejiang University Committeeman 5： Date of oral defence： June 6th 2009 浙江大学研究生学位
5、论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 浙江大学浙江大学 或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 浙江大学浙江大学 有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 浙江大学浙江大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据
6、库进行检索和传播， 可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名： 导师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 I 致致 谢谢 本研究是在导师陈昆松教授和徐昌杰教授的悉心指导下完成的。几年来，无 论在把握论文方向、确定试验方案，还是在撰写和修改论文等过程中，无不倾注 了两位导师的心血，而且在生活上、精神上导师也处处关心。三年来两位老师严 谨的治学精神和宽容乐观的生活态度，都给我留下了深刻的印象，并将影响我今 后的学习和工作，使我终身受益。在本论文付梓之际，谨致以崇高的敬意！ 感谢李鲜副教授在试验设计、试验方法
7、、论文写作和修改方面给予的巨大帮 助。感谢高中山教授、孙崇德老师和张波老师在试验设计、仪器操作等方面的热 情指导和帮助。感谢朱长青老师在试验操作上给予的很大帮助。 本论文试验过程中还得到了杨绍兰、周春华、张水明、张望舒、牛姗姗、单 兰兰、王平、殷学仁、陈琳、陈秋燕、周京一、宋肖琴、李雄伟、张九凯、席万 鹏、杨朝崴、张绍阳、傅秀敏、谢让金、蒋天梅、申济源、周剑、王伟伟、魏雯 雯等同学的帮助和支持，在此致以衷心感谢！ 感谢我的室友何爱娜、 马丽以及我的硕士、 高中同学， 正是他们的不断鼓励， 才使我完成了人生的又一目标。 最后要感谢我的家人，在我多年的求学生涯中，他们对我一如既往的无私支 持。父母
8、的鼓励及关怀给予了我无限的信心和动力，使我的试验得以顺利完成。 谨以此文向所有关心、支持和帮助我的老师、同学、朋友、家人致谢！ 金微微 2009 年 6 月于浙大华家池畔 II 摘摘 要要 植物 ROP 蛋白与病虫害、低氧、高盐、高温等逆境胁迫的研究已取得一些 进展，但 ROP 与低温胁迫的研究还未见报道。本研究以对低温敏感的洛阳青 枇杷 （Eriobotrya japonica Lindl. cv. Luoyangqing） 、湖景蜜露 和 玉露 桃Prunus persica (L.) Batsch., cvs. Hujingmilu and Yulu果实为材料， 研究采后不同贮藏温度 下
9、果实品质变化和 ROP 基因表达模式，以及程序降温（Low temperature conditioning，LTC）处理对 ROP 基因表达的调控，探讨 ROP 基因与采后冷胁迫 的关系。主要结果如下： 1、采后洛阳青枇杷果实在 20和 0贮藏 8 d，硬度从 4.15 N 分别上 升至 5.87 N 和 5.92 N， 木质素含量分别增加了 53%和 79%， EC 分别增加了 19.7% 和 20.7%，果实分别发生衰老木质化和冷害木质化。LTC 处理能减轻采后枇杷果 实冷害，硬度、木质素含量、EC 分别是 0处理的 82%、70%和 74%。采后湖 景蜜露和玉露桃果实在 8下迅速成熟衰
10、老；5贮藏桃果实发生冷害， 果肉褐变严重；经 0冷藏 28 d-30 d 的桃果实在货架期（20）放置 2 d，褐变 加重，果实不能正常后熟软化；LTC 处理8锻炼 5 d（ 湖景蜜露 ）3 d（ 玉 露 ） ，再转到 0既能显著抑制桃果实贮藏冷害发生，果实正常后熟，又显著减 少果实腐烂率。 各处理桃果实在采后低温贮藏过程中总可溶性糖和蔗糖含量均下 降，其中 5处理果实下降幅度最大，0次之。 2、从成熟枇杷果实中克隆了 4 个含 3末端序列的 ROP 基因家族成员，即 EjROP1.1 （808 bp） ， EjROP1.2 （756 bp） ， EjROP2 （818 bp） 和 EjROP
11、3 （881 bp） 。 EjROP1.2 与 EjROP1.1 相比，缺失一个 65 bp 外显子，造成 D121和 C158氨基酸残 基缺失，使 EjROP1.2 蛋白可能突变为显性失活蛋白。利用桃果实 EST 库，从成 熟桃果实中克隆获得 2 个含 3 末端序列的 ROP 基因家族成员： 即 PpROP1 （555 bp）和 PpROP2（861 bp） 。系统树分析显示，除 EjROP3 属于 ROP 蛋白家族的 type，另 5 个枇杷或桃 ROP 均属于 type。 3、 EjROP1.2 在 20枇杷果实中表达水平一直很低， 但低温能迅速诱导该基 因的表达。5和 0低温处理 6
12、h 的 EjROP1.2 表达强度约为初始值的 2.5-3 倍， III 且 0诱导效应强于 5。PpROP1 和 PpROP2 在冷害桃（5处理）果实中表达 逐渐增强， 表达水平明显高于其他处理。 LTC 处理减轻枇杷果实和桃果实冷害同 时能抑制 EjROP1.2，PpROP1 和 PpROP2 三个基因的表达，显示 EjROP1.2 可能 参与了采后枇杷果实的冷胁迫响应， PpROP1 和 PpROP2 可能参与了采后桃果实 的冷胁迫响应。 4、EjROP1.1，EjROP2 和 EjROP3 在 20和 0枇杷果实中的表达均呈峰型 变化，先逐渐上升，在采后 4 d 或 6 d 达到峰值，
13、然后下降，这样的基因表达模 式伴随着 20和 0枇杷果实硬度和木质素含量的上升， 显示这 3 个成员可能与 采后枇杷果实木质化有关，并在其中起着正向协同调控作用。EjROP1.2 可能突 变成显性失活蛋白，负反馈调控果实木质化进程。 关键词：关键词：枇杷；桃；采后果实；冷胁迫；木质化；LTC；ROP 基因家族；调控 IV Abstract Plant ROP is regarded as a switch in responses to environmental changes and important roles ROP proteins played in plant defense
14、against various biotic or abiotic stresses have been reported, with the exception of low temperature stress. In the present study, physiological behaviors with respect to different postharvest temperature treatments and the involvement of ROP gene expression were investigated in loquat (Eriobotrya japonica cv. Luoyangqing) and peach Prunus persica (L.) Batsch, cvs. Hujingmilu and Yulu fruit
