柑橘是世界上廣泛種植的果樹作物之一。油斑病是柑橘類水果的一種生理病癥,發生在收獲期和收獲后貯藏期間。目前已在各種柑橘作物中發現這種病癥,對果實質量帶來嚴重影響。油斑病的典型癥狀包括油腺破裂,油腺相鄰的表皮呈現組織壞死,形成不規則形狀的黃色,綠色或棕色斑點等。有研究表明在果實生長、成熟和貯藏期間的昆蟲攻擊,機械損傷和氣候變化,可能導致油斑病的發生。機械損傷是導致油脂從腺體釋放的原因。此外,有研究揭示了柑橘中的油斑病與柑橘皮油脂釋放之間的密切關系。有研究報道柑橘皮油脂和橙油的主要成分二檸檬烯可以誘導油斑病。因此,研究參與皮脂釋放的影響對于對于了解油斑病致病機制是非常重要的。
柑橘果皮類萜代謝相關基因的相對表達模式
本研究的主要目的是研究柑橘油斑病果皮中揮發性成分濃度變化及萜類化合物代謝相關基因的表達譜,以此探究油斑病的分子機制。因此,本研究采用氣相色譜-質譜法(GC-MS)研究揮發性成分的變化,利用RNA-Seq技術探索柑橘果實油斑病發展過程中萜類化合物相關基因的表達。選擇3個不同品種的健康和油斑病柑橘果實,對果皮中揮發物含量和基因表達情況進行了分析。
采集開花220天的健康和油斑病感染的成熟錦橙(C. sinensis Osbeck),臍橙(C. sinensis Osbeck)和椪柑(C. reticulata Blanco)果實,采集果皮后立即用液氮研磨并儲存于-80℃備用。
本研究結果揭示了與對照組相比,在油斑病果皮中觀察到揮發性成分及萜類化合物代謝相關基因表達的變化。揮發性物質:α-蒎烯,d-檸檬烯,β-月桂烯,芳樟醇,β-石竹烯,α-萜品醇,壬醛,乙酸橙花酯和(-)-香芹酮的含量降低是影響這些變化的主要因素。對6個樣品中的28個差異表達基因進行了分析,鑒定出油斑病發生后萜類化合物差異表達基因屬于萜類骨架生物合成,單萜類生物合成,檸檬烯和蒎烯降解以及二萜生物合成等信號通路。在油斑病果皮中上調表達的基因為醛脫氫酶(ALDH)和下調表達的基因為β-石竹烯合成酶1(BCS1),α-萜品醇合成酶2(TES2)和月桂烯合成酶(MS)。
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