柑橘果实的外观品质是影响其经济价值的最主要因素之一,其中果实色泽的多样主要来源于类胡萝卜素含量和组分之间的差异。生产上,柑橘同种果实在成熟过程中经常出现着色不佳、褪绿不均匀等问题。目前,采用生长调节剂处理可以改良果AM-2282分子式实着色程度和上色早晚,但依然存在调节剂种类选择欠佳、存在副作用或达不到预期处理效果等问题。我们推测在果实着色成熟过程中,内源激素可能是柑橘不同种果实色泽差异的内在原因,与果实色泽呈现之间存在某种重要联系。基于此,本课题采用柑橘果皮颜色差异明显的纽荷尔脐橙(Citrus sinensis Osbeck cv.‘Newhall’)、温州蜜柑(C.unshiu Marc)、W.默科特(C.spp.)和高班柚(C.maxima)作为实验材料,测定果实发育至成熟过程中果实色泽变化及其不同组织内类胡萝卜素和激素的动态变化,最终确定与果实色泽最相关的激素种类,并结合转录组测序挖掘和验证该激素和类胡萝卜素代谢通路中的关键结构基因的表达变化,初步明确柑橘果实内源激素与色泽的关系,为进一步探究柑橘果实成熟与激素的关系分子机制,进而为调控果实色泽品质提供理论基础。1.内源激素和类胡萝卜素积累在不同柑橘品种中均存在差异。(1)四个品种柑橘果实积累的类胡萝卜素组分存在明显差异:纽荷尔和W.默科特果皮中特异积累高含量的β-柠乌素,温州蜜柑和高班柚果皮均主要积累叶黄素和紫黄质,温州蜜柑在由黄转橙阶段积累β-隐黄质和玉米黄质,高班柚的类胡萝卜素积累很微量。四个品种的果肉中类胡萝卜素组分和含量均少于果皮。(2)四个品种柑橘果皮中ABA、JA、JA-ILE、IAA是最主要的激素类型,在发育时期和不同种间均呈现明显差异。纽荷尔和高班柚果皮中内源ABA含量高于W.默科特和温州蜜柑,均从着色期(180 DAF)开始显著波动增加;JA在四个品种中波动减少,但JA-ILE在含量和变化趋势上均呈现明显的种间差异:在纽荷尔和高班柚中从转色期开始波动增加,而温州蜜柑和W.默科特波动减少。四个柑橘品种的果肉中内源激素种类和含量差异较大且不同于果皮,均积累高水平的脱落酸。2.与柑橘果实色泽最相关的内源激素是脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)。基于果皮和果肉的类胡萝卜素和激素的对比,果皮中的激素和类胡萝卜素种类更丰富。在发育过程中,内源激素变化集中于褪绿期、转黄期和成熟期,在不同品种中均与果实色泽差异存在一定关系,但相关性程度和效应不同。四个品种的果皮激素与类胡萝卜素相关性分析结果表明,ABA与主要积累的类胡萝卜素紫黄质、β-柠乌素、β-隐黄质等显著相关,茉莉酸也与叶黄素、玉米黄质、β-柠health biomarker乌素高度相关,其中JA-ILE是茉莉酸的活性形式,也与主要呈色类胡萝卜素组分的积累显著相关。脱落酸和茉莉酸是柑橘果实成熟过程中与色泽形成最相关的激素,二者的合成代谢和信号转导途径与类胡萝卜素代谢存在重要联系。3.结合转录组,在基因层面鉴定破色期至成熟期的差异表达基因我们对纽荷尔破色期至成熟期(160～220 DAF)的果皮进行了转录组分析,对转色期前后出现差异表达的基因进行了GO分析和KEGG通路分析,锁定了细胞色素p450途径、激素代谢及信号转导和类胡萝卜素代谢,挖掘与类胡萝卜素相关基因11个,与激素相关基因40个,并且主要富集于脱落酸、茉莉酸、生长素以及乙烯代谢路径。结合转录组数据,对上述Nirmatrelvir临床试验几个代谢途径中含量较高、差异较明显的基因进行实时荧光定量验证,结果表明随着果实着色成熟,类胡萝卜素代谢中的重要基因CCD4b、ZEP、ZDS、LCYB2、PSY和NCED2均呈现高表达趋势,在W.默科特、温州蜜柑、纽荷尔以及高班柚中出现种间差异,与类胡萝卜素组分含量一致。脱落酸相关基因Cs ABAs、AAO3以及CYP707As、PP2C和茉莉酸相关基因AOC、JAZs、AOS、LOX3、Cs PLIP、JAR1＿4＿6均出现发育时期的变化以及明显种间差异。其他信号转导通路以及转录因子在果实着色过程中也发生品种间以及发育时期间的差异表达,主要在破色期之后高表达。结论:揭示了果实主要呈色色素类胡萝卜素和激素的时空动态积累规律及其相关性,发现脱落酸和茉莉酸水平与柑橘果实色泽变化最相关,其代谢和信号转导相关基因在果实着色期至成熟期呈现显著差异表达,CYP707A2、JAZ1、PP2C和HSP21与柑橘果实着色过程中的相应激素和类胡萝卜素的变化较为一致,可以作为二者的桥梁基因。