低温处理对草莓果实上色相关基因的影响
草莓是重要的经济果树之一，其营养丰富，是水果中难得的色、香、味俱佳者。果实的色泽，既影响果实的外观，着色程度与风味品质密切相关。果实着色是草莓成熟的标志。但是由于受到环境的胁迫，果实发育上色过程中会出现不正常的现象，比如低温，会对草莓果实着色进程造成一定的影响。其中草莓果实着色主要与花色苷的含量有关。花色苷含量随着果实的成熟逐渐增加，成熟期达最大值。本课题对低温下与草莓着色相关的几个基因进行了分析。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1材料 3
1.2方法 3
1.2.1RNA的提取3
1.2.2基因组DNA和总RNA的完整性及纯度检测3
1.2.3总RNA中DNA的消化3
1.2.4 cDNA第一链的合成4
1.2.5引物的设计4
1.2.6荧光定量PCR4
1.2.7数据的处理4
2 结果与讨论4
2.1 RNA的提取 4
2.2花色苷的表达量分析5
2.3 花色苷含量测定5
3 讨论6
3.1低温对果实的不良影响6
3.2花色苷在低温中的作用 6
4 结论6
致谢6
参考文献7
低温处理对草莓果实上色有关基因的影响
引言
引言
草莓的果实评定可以从口感、外表是否有腐烂性状、香味、质地和色泽等方面考虑。评定打分的标准：0分，有臭味，果实严重腐烂；1分，有腐烂气味，果实软烂，萼片褐变严重；2分，部分果实霉变，略带水浸状斑点，果实色泽变暗，萼片略褐，香气损失；3分，外表皱缩，香味浓郁，果实红色；4分，散发淡淡香味，果实鲜红色；5分，外形完好，有特殊香味，无腐烂，果实红黄色，有一定硬度。草莓栽植后结出果实的周期短、时间早，经济效益显著，效果明显。草莓果实成长期比较短，从开始着花到果实成熟只需要30 d左右的时间[1]。
草莓是多年生草本植物，生长期适合在温暖的环境，不耐寒冷和高温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
。休眠期则比较耐寒冷，喜欢光照，又耐阴，适宜湿润忌干旱和渍[23]，其生长发育期间各个阶段对光温要求不同部位对温度的需求也不同。
依据果实个头、色泽和硬度，将果实的生长时期划分为7个时期。其中当果实颜色纯白时，称作白熟期，是花后21d。当果实开始变红，称作始熟期，是在花后23d。当果实颜色为片红时，称作转色期，是花后25d。当果实颜色为全红，此时期又被称为成熟期，是花后28d[4]。
草莓果实品质包括外观和内在品质两个方面[5]。草莓的外观品质分为两个方面：色泽和果实的完整度。草莓的内在品质主要体现在草莓果实可滴定酸含量、好果率、维生素C含量、果实感官品质、可溶性固形物含量等几个因素中。
总酸是草莓内在品质的重要指标，总酸含量适宜能保证草莓口感和品质。草莓鲜红的色泽对消费者的购买力有决定性作用，因为草莓的色泽与草莓的品质密切相关，好看鲜红的颜色比较容易被消费者接受。花色苷具有一定的营养和药理功能，在草莓果实中具有生物活性。它反映草莓的色泽和口感。花青苷在果实中的含量随着果实的成熟而逐渐增加，在成熟时期最大。草莓的颜色主要由花色苷含量决定，花青苷在草莓果实颜色从绿色至白色这一过程中，含量较少，儿乎为0，从果实颜色变白开始不断合成，随着成熟度的不断增进，花青苷合成速率加快，花青苷逐渐积累，在草莓颜色变成鲜红时含量达到最太。
研究发现，影响草莓果实着色的因素如下：
首先是温度。果实的色泽有白、青、红三色。果实的底色是由花色苷形成的。花色苷是由苯丙氨酸在各种相关基因和酶的作用下形成的。其合成路径及速度与温度有关。合成阶段不同，产物不同，颜色不同。由于草莓生态型多，且顺应性很强。目前在国内基本以露地栽培为主，但北方地区早春经常会出现的低温倒春寒等气候，容易使草莓花器和幼果受冻，这会影响草莓产量。而同时国内日光温室和塑料大棚结构多较为简单，冬春严寒季节的低温仍然成为限制设施草莓产量和品质的主要因素这成为草莓抗寒性研究的基础条件。
其次是栽培密度。栽培密度能直接决定植株间的光的通过量，光照的强弱及时间对植物的光合作用起决定性作用，对植株的生长起决定作用，植株的生长情况直接影响果实的生长情况，尤其包括果实的着色情况。
然后是施肥因素。在供给草莓正常生长发育的多种营养元素中，对草莓果实颜色产生影响最大的因素就是元素含量。这些元素主要有磷、钾、氮、铁。磷在植物细胞内碳水化合物运输中起重要作用，是植物生长和光合作用必需的元素。草莓磷元素含量低时，叶片小而发黄，果实个头小，色暗淡，无光泽。钾元素植物细胞新陈代谢中作用很大。蛋白质与碳水化合物的合成都离不开钾元素。适度增加钾肥量，可提高果实含糖量，对增进草莓色泽十分有帮助。当氮素含量增加时，枝条容易徒长。当叶片中含氮量高，也会直接导致果实着色不均。铁元素与叶绿素形成有密切关系，铁元素含量较少时，近顶梢叶片变黄，叶缘附近也会出现黄色，叶片变焦并脱落，对藤蔓结构影响很大，导致果实色泽不佳[6]。
水分含量对草莓生长影响也很大。草莓是喜温湿环境的，水分又利于草莓细胞的光合作应及细胞里的其他生化反应，能影响草莓植株生长，导致结果率低且果实质量差。
低温胁迫能诱导基因的超表达。进一步的研究表明，低温可诱使植物体内冷调节基因的表达，又被称为低温诱导基因(LTIlow temperature induced)，冷诱导基因(K／Ncold inducible)，脱水应答基因(RD—Responsive To desiccation)和早期脱水诱导基因(ERDresponsive to desiccation)。低温胁迫可以导致植物体内活性氧大量积累。活性氧的积累能引起植物体细胞产生氧化作用。这种变化在细胞内也是一种氧化胁迫。这是引发冷害的重要原因之一。低温对植物产生伤害后，植物机体本身就会发生一种反馈机制。这种反馈机制也是一种应急保护机制。它能降低因大量的活性氧积累带来的伤害。还有部分酶，具有活性氧清除剂的功能，如SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）。它们起着积极的作用，尤其在植物遭受低温胁迫时。过冷却温度其实就是植物器官生理适应低温下限。过冷却点与植物抗寒性呈负相关，其越低，植物抗寒性越强。它能反映植物抗寒能力强弱，是判断此能力的重要指标。
20年来，得益于基因突变技术、分子遗传学以及拟南芥模式植物的广泛应用，植物抗寒分子机理的研究日新月异[7]。低温胁迫处理下，草莓有部分着色基因超表达。说明了一定情况下，低温是可以让草莓正常生长成熟结果的。但关于低温下培育草莓的研究与技术还不成熟，尚有待进一步开拓。基因可以通过调控与花色苷合成相关的酶来影响果实中花色苷的积累。而且草莓果实的发育进程也受花色苷积累的限制。花色苷在果实着色与果实成熟方面起着正向调控作用[8]。
本研究通过研究草莓果实着色基因：查尔酮合酶基因（chalcone synthase，CHS）、二氢黄酮醇还原酶（dihydroflavonol4redutase,DFR）、查尔酮异构酶（chalcone isomerase，CHI）、UDP葡萄糖类黄酮3O葡萄糖基转移酶（UDP glucoseflavonoid3Oglucosyltransferase,UFGT）、黄烷酮3羟化酶（flavonone3hydroxylase,F3H）、花青素合成酶 (anthocyanidin synthase,ANS)在低温胁迫过程中的表达情况，探究低温对草莓果实着色的影响。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1材料 3
1.2方法 3
1.2.1RNA的提取3
1.2.2基因组DNA和总RNA的完整性及纯度检测3
1.2.3总RNA中DNA的消化3
1.2.4 cDNA第一链的合成4
1.2.5引物的设计4
1.2.6荧光定量PCR4
1.2.7数据的处理4
2 结果与讨论4
2.1 RNA的提取 4
2.2花色苷的表达量分析5
2.3 花色苷含量测定5
3 讨论6
3.1低温对果实的不良影响6
3.2花色苷在低温中的作用 6
4 结论6
致谢6
参考文献7
低温处理对草莓果实上色有关基因的影响
引言
引言
草莓的果实评定可以从口感、外表是否有腐烂性状、香味、质地和色泽等方面考虑。评定打分的标准：0分，有臭味，果实严重腐烂；1分，有腐烂气味，果实软烂，萼片褐变严重；2分，部分果实霉变，略带水浸状斑点，果实色泽变暗，萼片略褐，香气损失；3分，外表皱缩，香味浓郁，果实红色；4分，散发淡淡香味，果实鲜红色；5分，外形完好，有特殊香味，无腐烂，果实红黄色，有一定硬度。草莓栽植后结出果实的周期短、时间早，经济效益显著，效果明显。草莓果实成长期比较短，从开始着花到果实成熟只需要30 d左右的时间[1]。
草莓是多年生草本植物，生长期适合在温暖的环境，不耐寒冷和高温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
。休眠期则比较耐寒冷，喜欢光照，又耐阴，适宜湿润忌干旱和渍[23]，其生长发育期间各个阶段对光温要求不同部位对温度的需求也不同。
依据果实个头、色泽和硬度，将果实的生长时期划分为7个时期。其中当果实颜色纯白时，称作白熟期，是花后21d。当果实开始变红，称作始熟期，是在花后23d。当果实颜色为片红时，称作转色期，是花后25d。当果实颜色为全红，此时期又被称为成熟期，是花后28d[4]。
草莓果实品质包括外观和内在品质两个方面[5]。草莓的外观品质分为两个方面：色泽和果实的完整度。草莓的内在品质主要体现在草莓果实可滴定酸含量、好果率、维生素C含量、果实感官品质、可溶性固形物含量等几个因素中。
总酸是草莓内在品质的重要指标，总酸含量适宜能保证草莓口感和品质。草莓鲜红的色泽对消费者的购买力有决定性作用，因为草莓的色泽与草莓的品质密切相关，好看鲜红的颜色比较容易被消费者接受。花色苷具有一定的营养和药理功能，在草莓果实中具有生物活性。它反映草莓的色泽和口感。花青苷在果实中的含量随着果实的成熟而逐渐增加，在成熟时期最大。草莓的颜色主要由花色苷含量决定，花青苷在草莓果实颜色从绿色至白色这一过程中，含量较少，儿乎为0，从果实颜色变白开始不断合成，随着成熟度的不断增进，花青苷合成速率加快，花青苷逐渐积累，在草莓颜色变成鲜红时含量达到最太。
研究发现，影响草莓果实着色的因素如下：
首先是温度。果实的色泽有白、青、红三色。果实的底色是由花色苷形成的。花色苷是由苯丙氨酸在各种相关基因和酶的作用下形成的。其合成路径及速度与温度有关。合成阶段不同，产物不同，颜色不同。由于草莓生态型多，且顺应性很强。目前在国内基本以露地栽培为主，但北方地区早春经常会出现的低温倒春寒等气候，容易使草莓花器和幼果受冻，这会影响草莓产量。而同时国内日光温室和塑料大棚结构多较为简单，冬春严寒季节的低温仍然成为限制设施草莓产量和品质的主要因素这成为草莓抗寒性研究的基础条件。
其次是栽培密度。栽培密度能直接决定植株间的光的通过量，光照的强弱及时间对植物的光合作用起决定性作用，对植株的生长起决定作用，植株的生长情况直接影响果实的生长情况，尤其包括果实的着色情况。
然后是施肥因素。在供给草莓正常生长发育的多种营养元素中，对草莓果实颜色产生影响最大的因素就是元素含量。这些元素主要有磷、钾、氮、铁。磷在植物细胞内碳水化合物运输中起重要作用，是植物生长和光合作用必需的元素。草莓磷元素含量低时，叶片小而发黄，果实个头小，色暗淡，无光泽。钾元素植物细胞新陈代谢中作用很大。蛋白质与碳水化合物的合成都离不开钾元素。适度增加钾肥量，可提高果实含糖量，对增进草莓色泽十分有帮助。当氮素含量增加时，枝条容易徒长。当叶片中含氮量高，也会直接导致果实着色不均。铁元素与叶绿素形成有密切关系，铁元素含量较少时，近顶梢叶片变黄，叶缘附近也会出现黄色，叶片变焦并脱落，对藤蔓结构影响很大，导致果实色泽不佳[6]。
水分含量对草莓生长影响也很大。草莓是喜温湿环境的，水分又利于草莓细胞的光合作应及细胞里的其他生化反应，能影响草莓植株生长，导致结果率低且果实质量差。
低温胁迫能诱导基因的超表达。进一步的研究表明，低温可诱使植物体内冷调节基因的表达，又被称为低温诱导基因(LTIlow temperature induced)，冷诱导基因(K／Ncold inducible)，脱水应答基因(RD—Responsive To desiccation)和早期脱水诱导基因(ERDresponsive to desiccation)。低温胁迫可以导致植物体内活性氧大量积累。活性氧的积累能引起植物体细胞产生氧化作用。这种变化在细胞内也是一种氧化胁迫。这是引发冷害的重要原因之一。低温对植物产生伤害后，植物机体本身就会发生一种反馈机制。这种反馈机制也是一种应急保护机制。它能降低因大量的活性氧积累带来的伤害。还有部分酶，具有活性氧清除剂的功能，如SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）。它们起着积极的作用，尤其在植物遭受低温胁迫时。过冷却温度其实就是植物器官生理适应低温下限。过冷却点与植物抗寒性呈负相关，其越低，植物抗寒性越强。它能反映植物抗寒能力强弱，是判断此能力的重要指标。
20年来，得益于基因突变技术、分子遗传学以及拟南芥模式植物的广泛应用，植物抗寒分子机理的研究日新月异[7]。低温胁迫处理下，草莓有部分着色基因超表达。说明了一定情况下，低温是可以让草莓正常生长成熟结果的。但关于低温下培育草莓的研究与技术还不成熟，尚有待进一步开拓。基因可以通过调控与花色苷合成相关的酶来影响果实中花色苷的积累。而且草莓果实的发育进程也受花色苷积累的限制。花色苷在果实着色与果实成熟方面起着正向调控作用[8]。
本研究通过研究草莓果实着色基因：查尔酮合酶基因（chalcone synthase，CHS）、二氢黄酮醇还原酶（dihydroflavonol4redutase,DFR）、查尔酮异构酶（chalcone isomerase，CHI）、UDP葡萄糖类黄酮3O葡萄糖基转移酶（UDP glucoseflavonoid3Oglucosyltransferase,UFGT）、黄烷酮3羟化酶（flavonone3hydroxylase,F3H）、花青素合成酶 (anthocyanidin synthase,ANS)在低温胁迫过程中的表达情况，探究低温对草莓果实着色的影响。
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