钾、钙和镁素营养调节荔枝果皮着色的分子机理研究

妃子笑和三月红荔枝果实着色不良（滞绿），研究钾、钙和镁调节其着色及其机理有重要的理论和实践意义。在采果期，以着色不良荔枝为驱赶子，以着色良好荔枝为检测子，作抑制消减杂交，构建果皮着色差异表达文库，并筛选阳性克隆测序，用GenBank BLAST搜索，分离果皮着色基因。对妃子笑和三月红荔枝在稳果后叶面喷布钾、钙和镁肥，作旋转正交试验设计。研究钾、钙和镁对果皮光合色素和花色素苷含量、5种内源激素含量、酶（叶绿素酶、脱镁叶绿酸单加氧酶、类黄酮糖基转移酶）活性和果皮色度角动态变化的影响，探讨钾、钙和镁影响果皮着色的生理机理。在采果期，分别对两品种将着色最佳施肥处理组合与清水对照组合作比较，采用抑制消减杂交的方法构建差异表达cDNA文库，并挑选阳性克隆测序，采用Genbank BLAST搜索来分离受钾、钙和镁调节表达的基因，并与上述果皮着色基因比较，探讨钾、钙和镁调节果皮着色的分子基础。

妃子笑和三月红荔枝果实着色不良（滞绿），有必要研究钾、钙和镁调节其着色及其机理问题。对妃子笑和三月红荔枝在稳果后叶面喷布钾、钙、镁肥和两两组合肥，研究钾、钙和镁对果皮着色和果肉糖积累变化的影响，筛选解决果皮滞绿问题的施肥处理，通过检测3种矿质元素和激素含量、色素代谢关键酶活性变化而探讨其生理机理，采用RNAsequence技术探讨其分子基础。结果表明， 妃子笑和三月红荔枝果皮滞绿的主要原因是果肉糖酸比最高时的果皮花色素苷含量较低；荔枝果皮花色素苷含量与果皮全K、全Ca含量分别呈负、正相关一元指数函数回归关系，果皮叶绿素含量与果皮全K、全Ca 含量分别呈正、负相关一元指数函数回归关系。对于妃子笑荔枝，Mg 和Ca+Mg 处理分别克服了果皮“滞绿”和果肉“退糖”问题；对于三月红荔枝，Ca+Mg 和Ca 、Mg处理分别克服了果皮“滞绿”和果肉“退糖”问题；果皮Ca和Mg 在促进果皮着色时相互增益；克服妃子笑和三月红荔枝果皮“滞绿”现象归功于果皮花色素苷含量的升高，其可能分别通过提高ABA /GA3 值和ABA、Eth含量，进而分别刺激UFGT活性和UFGT、Pao活性升高，从而促进果皮花色素苷合成，最终促进果皮着色转红；在果皮在着色发育过程中，妃子笑荔枝转录组经比对得到563个物种的同源基因序列28649条，预测基因序列2121条，生理过程涉及24COG类、39GO支类，125 类代谢途径；三月红荔枝转录组经比对得到443个物种的同源基因序列31629条，预测基因序列1544条，涉及25COG类、39GO支类、125类代谢途径；其中包含无机离子、激素、色素代谢和信号转导等基因；两品种处理和对照各自不同时期和相互同时期间均出现不同基因的上调和下调变化，其中包括色素和激素代谢有关基因；聚类分析结果表明，妃子笑荔枝镁处理后期样品独成一类，三月红荔枝喷钙镁处理和对照相同时期样品分别聚成一类，说明镁处理改变了妃子笑荔枝基因表达模式，而三月红荔枝喷钙镁处理没有改变基因表达模式。 项目研究结果解答了K、Ca和Mg元素对果皮着色变化的调节特点、生理原因和分子基础，指导创新施肥技术。