苹果果实硬度作为衡量果实内在品质的重要指标之一,不仅影响了果实适口性,还决定了果实贮运能力。目前果实发育过程中硬度的形成机制GSK1120212仍不清楚,细胞壁多糖的水解是果实发育过程中硬度下降的主要原因。木葡聚糖内糖基转移/水解酶(XTH)作为解聚细胞壁多糖的关键酶,对于调节果实硬度具有重要作用。因此,探究苹果发育期果实硬度及细胞壁组分变化规律,挖掘影响果实硬度的关键XTH基因,对于选育优良品种和提高果实商品价值具有重要意义。本研究以质地不同的12个苹果品种果实为材料,分析不同品种果实发育期的硬度、细胞壁组分变化规律及其相关性,确定影响果实硬度的主要细胞壁组分。基于课题组前期获得的果实发育期转录组数据筛选调控果实硬度的关键XTH基因,分析候选基因MdXTH2的表达特征,解析其在果实硬度形成中的重要功能。主要研究结果如下:1.12个品种发育初期硬度相近,但硬度下降速率的不同导致其成熟期硬度存在差异。细胞壁各组分含量在发育期间整体呈下降趋势。细胞壁物质、纤维素和半纤维素含量在不同品种中均与硬度显著正Empagliflozin说明书相关,总相关性系数分别为0.871、0.904和0.757,而果胶含量与硬度的相关性在不同品种中存在较大差异。因此,纤维素和半纤维素含量的减少是果实发育期硬度下降的普遍原因。2.通过分析发育期果实转录组数据中XTH基因的表达量,锁定可能调控果实硬度的候选基因MdXTH2,其在硬度较大的果实中的表达量更高,蛋白定位于细胞膜。3.利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术在苹果果实中瞬时沉默MdXTH2,分析其对果实硬度及果肉细胞的影burn infection响。结果显示果实果胶及细胞壁物质含量显著减少,细胞壁降解严重,同时果实硬度显著降低。而在苹果果实中瞬时过表达MdXTH2显著增加了各细胞壁组分含量,抑制了果实硬度的下降。此外,稳定遗传转化番茄及苹果‘王林’愈伤组织再次验证了其功能。过表达MdXTH2的转基因番茄在转色期、转色后7 d的硬度比野生型高20.5%和35.1%,同时果实不能正常转色。过表达MdXTH2延缓了愈伤组织的生长,转基因愈伤组织中半纤维素(0.785 mg/g FW)和共价结合型果胶(0.075mg/g FW)含量显著高于野生型,乙烯合成基因MdACS3a和果胶降解基因MdPME的表达受到抑制。结果表明过表达MdXTH2抑制了果实硬度的下降,延缓了果实成熟。