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杧果(Mangifera indica L.)俗称芒果,漆树科(Anacardiaceae)常绿乔木,是仅次于香蕉的世界第二大热带名果。杧果具有浓郁的风味和显著的甜味,果实甜味是影响水果风味的重要因素,而果实甜味主要由糖含量决定,且不同品种间甜味差异较大,然而针对不同品种甜味差异的分子基础鲜有研究。本实验选取三个甜度不同的杧果品种(’贵妃’、’土杧’、’白象牙’)为试验材料,测定杧果糖含量(蔗糖、葡萄糖、果糖)生理指标,借助基因组数据挖掘蔗糖代谢相关基因,分析蔗糖合成关键家族基因的表达模式及其在植物中的进化关系,进一步深入分析蔗糖含量与蔗糖合成关键家族基因表达量的相关性,以此明确SPS和SPP家族基因在蔗糖合成途径中的作用。主要研究结果如下:1、分析’贵妃’、’土杧’、’白象牙’三个杧果品种果肉中糖含量。通过HPLC测定了杧果青熟期和完熟期两个时期的蔗糖、葡萄糖和果糖的含量变化,结果显示:在三个品种完熟期果实中,蔗糖含量均最高,果糖含量次之,葡萄糖含量最低。针对不同品种而言,蔗糖含量最高的是’贵妃’,果糖含量最高的是’土杧’,而葡萄糖含量最高的是’白象牙’。在果实后熟的过程中,’贵妃’和‘白象牙’果实中的蔗糖含量上升幅度较大,其次是果糖,而葡萄糖含量呈下降趋势;’土杧’果实中三种糖含量均呈上升趋势,其中果糖含量上升幅度最大。’贵妃’从青熟期到完熟期蔗糖、总糖和甜度值含量上升最多,其完熟期蔗糖含量、总糖含量和甜度值也最高。2、根据杧果基因组数据挖掘蔗糖合成相关酶基因(SPS和SPP),蔗糖代谢相关酶基因(VIN、CWIN和CIN)。蛋白结构域鉴定结果显示:SPS和SPP基因编码的蛋白有1个相同的结构域S6PP,VIN和CWIN编码的有2个相同结构域Glycohydro32N、Glycohydro32C;鉴定出2个5SPS基因,分别命名为SPS1和SPS2;3个SPP基因,分别命名为SPP1、SPP2和SPP3。系统进化树结果显示SPS和SPP家族基因是从高等植物中进化而来的,其杧果SPS和SPP基因编码的蛋白都与甜橙的亲缘关系较近。3、通过qRT-PCR分析SPS和SPP家族基因在三个杧果品种果肉和果皮中表达量。结果显示:SPS家族基因在’土杧’果肉和果皮的表达量最高,’白象牙’最低。其中SPS2基因在’土杧’果肉和果皮的表达量最高,SPS1基因在’白象牙’果肉和果皮的表达量最低。SPP家族基因在果肉中’土杧’的表达量最高,’贵妃’最低;在果皮中’贵妃’的表达量最高,’白象牙’最低。其中SPP3基因在’土杧’果肉的表达量最高,SPP2基因在’贵妃’果皮的表达量最高。由qRT-PCR数据中可初步推断,SPS家族基因的SPS2基因和SPP家族基因的SPP3和SPP2基因在蔗糖合成中表达特异较高。4、’贵妃’和’白象牙’果肉的蔗糖含量与SPP1、SPP2、SPP3基因在后熟过程中的变化趋势一致,均为先上升后下降,在乙烯处理96 h蔗糖含量和表达量最高,且果肉的蔗糖含量与SPS2、SPP1、SPP2、SPP3基因的表达量之间呈显著正相关。’土杧’果肉在乙烯处理144h蔗糖含量和基因表达量最高,且果肉的蔗糖含量与SPS1基因的表达量之间呈显著正相关。本研究表明,不同杧果品种中果实的蔗糖、葡萄糖和果糖含量显著差异,果实甜度从高到低分别为’贵妃’、’土杧’和’白象牙’。基因挖掘可得到2个SPS基因和3个SPP基因,且SPS家族基因的SPS2基因和SPP家族基因的SPP3基因在杧果果实蔗糖积累及甜味形成中均起重要作用。