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西瓜是一种葫芦科,双子叶植物,原产地为非洲。西瓜是人们在夏季最常见的水果之一,味甜多汁,富含糖类、矿物盐、多种维生素、有益于心脑血管的氨基酸(瓜氨酸、精氨酸和谷胱甘肽)等营养成分外,还富含对人体有益的番茄红素。番茄红素可以预防肿瘤的发生、具有美颜护肤等多种保健功能。番茄红素β-环化酶基因(LCYB)可以将番茄红素环化为β-胡萝卜素:西瓜果肉颜色的形成受多个基因的共同调控,LCYB基因与西瓜果肉颜色形成的联系是一个值得探讨的课题。本试验拟对决定西瓜果肉颜色的LCYB基因开展功能研究,分析7个不同果肉颜色西瓜品种(红色、黄色、粉色、白色)中LCYB基因结构的差异,利用高效液相色谱法检测LCYB基因蛋白表达并测定这7个品种从坐果到成熟期间5个阶段的果肉组织中番茄红素的含量及运用荧光定量PCR技术(qPCR)检测LCYB基因的表达量,分别从基因水平、转录水平及蛋白水平上阐述LCYB基因与西瓜果肉颜色形成的关系。经过试验研究得到以下结论:7个不同果肉颜色西瓜材料LCYB基因序列间3个差异位点,分别是基因序列的第11、675和1305位碱基。在蛋白序列比对结果中发现2个SNP位点,分别位于第225及435位氨基酸。第225位SNP位点能明显区分出富含番茄红素的西瓜材料(红色果肉、粉色果肉)与其它果肉颜色西瓜材料的差异。7个西瓜试验材料在果实发育不同时期的色谱结果:白色果肉西瓜材料ZXG0000在HPLC结果中几乎检测不到色素;红色果肉西瓜ZXG55、ZXG79、ZXG1549和粉色果肉西瓜ZXG1452、ZXG1594中检测大量的番茄红素和微量β-胡萝卜素;而在黄色果肉西瓜ZXG77中检测出大量β-胡萝卜素。红色果肉西瓜材料ZXG55、ZXG79、ZXG1549,粉色果肉西瓜ZXG1452、ZXG1594中LCYB基因相对表达量差异不大,白色果肉西瓜ZXG0000中LCYB基因相对表达量差异较为显著;黄色果肉西瓜ZXG77在果实成熟LCYB基因相对表达量差异显著。LCYB基因在转录水平的调控可以影响番茄红素的积累,从而影响西瓜果肉颜色的形成。从酶活检测结果中白色果肉西瓜材料ZXG0000,红色果肉西瓜材料ZXG55、ZXG79、ZXG1549,粉色果肉西瓜ZXG1452、ZXG1594和黄色果肉西瓜材料ZXG77间LCYB基因蛋白表达水平上差异不显著。