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预测温州蜜柑果实贮藏寿命生物标记的开发

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摘要

缩略词

1 前言

1.1 课题提出

1.2 生物标记的研究进展

1.2.1 生物标记的研究背景

1.2.2 植物体中生物标记的研究进展

1.2.3 柑橘果实采后贮藏的研究

1.3 柑橘采后贮藏期生物标记开发的数据基础

1.4 本研究的目的及内容

2 材料和方法

2.1 实验数据

2.2 实验方法

2.2.1 转录组数据中差异基因的鉴定

2.2.2 主成分分析转录组数据

2.2.3 偏最小二乘法判别分析转录组数据

2.3 Real-Time PCR测定基因表达

2.4 代谢物数据分析

3 结果与分析

3.1 预测温州蜜柑采后贮藏期的基因标记

3.1.1 基于转录组数据的差异基因筛选

3.1.2 温州蜜柑采后贮藏过程中基因数据对其不同生理状态的划分

3.1.3 温州蜜柑采后贮藏基因标记的筛选

3.1.4 标记基因表达模式分析和注释

3.1.5 候选标记基因的定量验证

3.2 温州蜜柑采后贮藏代谢物标记的预测

3.2.1 根据代谢物对温州蜜柑采后贮藏时期生理状态的划分

3.2.2 温州蜜柑采后贮藏过程中代谢物标记筛选

3.3 温州蜜柑果皮和果肉在采后贮藏期的比较

4 讨论

4.1 有机酸和糖作为果实采后贮藏寿命预测生物标记不适用性

4.2 基因标记与代谢物标记联系

4.3 生物标记在采后贮藏中的实用性和展望

参考文献

附录

硕士期间发表论文

致谢

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摘要

柑橘是全球第一大鲜食水果,具有贮藏时间长、销售范围大的特点。为确保贮藏果实的品质,对柑橘果实所处采后生理状态的预测既可丰富柑橘采后生物学基础理论,也能为大规模的柑橘贮藏化解风险。本研究利用温州蜜柑采后贮藏0-50 d的基因芯片数据和初生代谢物数据,结合聚类分析、主成分分析、最小二乘法判别分析和支持向量机等机器学习的方法,旨在将温州蜜柑采后贮藏时期按生理状态进行划分,挖掘出能反映柑橘采后贮藏期间的不同生理阶段和具有代表性的生物标记,并且运用qRT-PCR验证了转录组数据的可靠性。实验主要结果如下:
  温州蜜柑在采后贮藏0-50 d期间,生理状态可经历三个阶段:第一阶段,贮藏前期(0-20 d);第二阶段,风味最佳期(20-40 d);第三阶段,贮藏后期(40-50 d)。通过对基因芯片数据分析和验证发现,以贮藏取样第一个时间点为参照,谷胱甘肽S-转移酶(Cit.15371.1.S1_ at)在贮藏前期实时定量表达值在0.8-1.0之间,风味最佳期表达值在0.7-0.8之间,贮藏后期表达值低于0.7,具有明显的阶段性特征,因此谷胱甘肽S-转移酶可作为温州蜜柑采后贮藏寿命的基因标记;通过对代谢物数据分析,发现甘氨酸(Glycine)、3-氨基-6-甲氧基吡啶甲酸(3-Amino-6-methoxypicolinicacid)、丁烯二酸(2-Butenedioic acid)、Cyclohexanone,2-[(dimethylamino)methyl]-四个代谢物含量在温州蜜柑果实贮藏前期处于一个高水平状态,随后含量发生显著性下降且将持续一段低水平状态,到贮藏后期,四种代谢物含量会发生显著性升高,因此它们含量的变化具有明显的阶段性特征,可以作为代谢物水平的候选生物标记。

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