SEP型MADS基因PpSEP1对不同质地桃果实耐贮性形成的调控机制

The peach fruits with different textures showed significant differences in fruit storability, however, its mechanism remains to be fully elucidated. In this project, as the transcription factor of ethylene upstream signaling, PpSEP1, a member of SEP type MADS gene familigy, will be surveyed, using three peach cultivars with different texture as materials. PpSEP1 gene expression, protein accumulation, as well as the expression level of genes related to storability in different textures peach fruit during ripening and softening will be analyzed. Furthermore, the biological functions of PpSEP1 in storability formation of peach fruit will be studied through gene silencing by VIGS technique in melting peach fruit and ectopic overexpression in tomato rin mutant . In addition, PpSEP1 gene transcriptional activity will be compared in peach varieties with different textures, and the binding between PpSEP1 and promoter of storability key genes will be investigated by gel mobility and yeast one-hybrid technology. Through these studies, the regulatory mechanism of PpSEP1 in the forming of storability trait in peach peach fruit with different textures will be further elucidated, which can provide a theoretical basis for the comprehensive understanding of ripening and softening mechanism in peach fruits and breeding of storable peach varieties with high efficiency.

不同质地桃品种在果实耐贮性方面存在明显差异，而其机制尚未完全阐明。本项目拟以乙烯信号上游的SEP型MADS基因PpSEP1转录因子为切入点，采用质地不同的三个桃品种为试材，在分析成熟软化过程中不同质地桃果实PpSEP1基因表达、蛋白积累量，以及耐贮性相关基因表达量变化的基础上，利用VIGS技术诱导溶质桃果实中的PpSEP1基因沉默和在番茄突变体rin中异位过表达PpSEP1基因，明确PpSEP1在不同质地桃果实耐贮性形成中的功能；同时研究不同质地桃品种中的PpSEP1基因转录活性的差异，并进一步通过凝胶迁移率和酵母单杂交技术分析PpSEP1与耐贮性形成关键基因启动子序列的作用元件结合情况，阐明PpSEP1对耐贮性形成关键基因的转录调控机制。通过以上研究以期阐明PpSEP1对不同质地桃果实耐贮性状形成的调控机制，从而为全面阐明桃果实的成熟软化机制以及高效培育耐贮品种提供理论依据。

不同质地桃品种在果实耐贮性方面存在明显差异，而其机制尚未完全阐明。本项目拟以乙烯信号上游的SEP型MADS基因PpSEP1转录因子为切入点，研究PpSEP1在不同质地桃果实耐贮性形成中的功能，并进一步分析PpSEP1对耐贮性形成关键基因的转录调控机制。已基本完成了项目所规定的任务计划。主要获得了以下研究结果：.（1）在溶质型桃果实成熟软化中，PpSEP1 的表达模式与乙烯的释放及乙烯信号相关基因、细胞壁代谢相关基因、N聚糖加工相关基因的表达模式极其相似；在不溶质桃中PpSEP1 的表达模式只与PpEXP2, PpLOX1 和Ppα-Man相关。.（2）病毒诱导PpSEP1 基因沉默后，延迟果实软化，且抑制成熟软化相关基因PpACS2、PpPME1、PpEIN2、PpEndo-PG、PpLox、PpACO1、PpETR2 和Ppβ-Hex2的表达，而促进PpPME3 和PpEXP2 的表达。.（3）在胚正常发育桃品种中，PpSEP1出现表达高峰早且峰值高，且胚中乙烯信号和胚发育相关基因的表达量均较高。VIGS诱导胚中PpSEP1表达下调，抑制种胚发育，同时也显著抑制胚发育关键基因PpPRP及乙烯信号关键基因的表达。.（4）从桃基因组中鉴定了7个NAP成员，且其表达具有组织特异性。在果实发育和成熟软化阶段，PpNAP4、6表现出与果实成熟衰老相关的表达模式。ABA处理加快果实软化，同时显著上调PpNAP4和PpNAP6的表达。.（5）从桃基因组中鉴定出45个PG成员，16个PpPG成员在桃果实中表达。不耐贮的桃品种中8个PpPGs、不溶质桃品种中5个PpPGs、极耐贮品种中3个PpPGs表现出成熟软化相关的表达模式。病毒诱导PpPG21，-22沉默后，果实软化被抑制，细胞壁降解减缓，提高果实的咀嚼性、黏性和回复性。.（6）PpSEP1基因存在两个不同的转录本，PpSEP1a与PpSEP1b，PpSEP1b的转录活性强于PpSEP1a。成熟软化相关基因的启动子区均含有CArG-box 作用元件，PpSEP1可以与PpPG21和PpPG22的启动子结合，调控其转录。而PpSEP1与PpACO1、PpACS2的启动子不存在互作关系，不能单独激活其转录表达。筛选出PpSEP1的互作蛋白，PpSEP1与其它转录因子互作调控成熟软化相关基因的转录正在研究中。