基于挥发代谢谱和数字基因表达谱技术的桃果实香气合成相关基因的高通量筛选研究

桃在采后低温贮藏过程中易发生冷害，其主要特征之一是香气的变淡或丧失，严重影响桃的贮藏品质。桃果实香气成分的合成具有低温障碍性和乙烯依赖性，本研究选用正常后熟桃、低温冷害桃、0℃低温下＋外源乙烯恢复等三种处理条件下桃果实作为试材，拟通过挥发代谢谱研究，找出低温下受乙烯调控的香气成分，并采用先进的数字基因表达谱技术对桃果实的转录本表达模式进行系统的研究，结合对挥发代谢谱和基因表达谱的相关分析，可以高通量筛选获得低温下受乙烯调节的香气成分及其合成基因。以ESTree数据库和GO基因功能注释为参照，通过生物信息学手段对这些基因的表达模式进行聚类、对基因的功能进行解析，借助KEGG生物代谢途径可以找到乙烯调节的香气合成途径，qRT-PCR结果对候选基因的功能进行进一步验证。从分子水平上阐述桃香气物质的低温代谢障碍机理，为通过贮藏措施提高贮藏效果以及通过分子手段对桃进行芳香育种工程的遗传改良奠定基础。

低温贮藏导致桃果实香味变淡甚至丧失，严重影响了果实的食用品质、降低了市场价值。本研究以‘大久保’桃果实为试材，研究了果实采后低温贮藏期间风味的丧失和芳香物质合成受抑的机理及其调控措施。主要研究内容包括：以正常后熟的果实和0℃低温贮藏的果实为对照，研究0℃低温条件下施加外源乙烯处理后，果实的挥发代谢谱即特征香气变化，以及香气合成相关酶受低温抑制后的乙烯恢复作用；并通过高通量的数字基因表达谱技术筛选香气合成相关候选基因；以qRT-PCR技术对外源乙烯在香气合成相关基因的转录水平调控进行验证分析；研究代谢谱与表达谱的相关性，确定受乙烯调控的香气合成相关基因。首先对芳香挥发物的代谢谱及相关生理指标进行研究，获得了一系列研究成果，得到受低温和乙烯调控的香气；其次，通过数字基因表达谱技术筛选到多个芳香物质合成相关候选基因，分别属于LOX途径、氨基酸途径、萜烯类途径等香气合成的主要合成途径，涉及桃中酯类、醛类、醇类、萜烯类和内酯类等特征香气物质的合成；结合实时荧光定量PCR技术对筛选出的香气合成相关基因进行转录水平验证，获得受乙烯调控基因的转录本表达模式；将代谢谱和表达谱结合分析，最终筛选出了统计学上受乙烯调控的香气合成相关基因。以上研究成果以多篇研究论文的形式展现，可为提高桃果实的采后贮藏品质提供理论依据，同时为在蛋白水平上进一步明确香气合成相关基因的生物学功能奠定基础。