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酸度是果实品质的重要组成部分,影响苹果等果实的口感。苹果是温带地区主要的果树之一,不同苹果种质资源果实的酸度存在明显差异,对苹果种质资源果实酸度候选基因的筛选和功能分析对改善果实品质具有重要意义。本研究使用高效液相色谱法测定了101个苹果属果实的有机酸含量,选出酸度性状显著差异(高酸和低酸)的种质,对有机酸变化特殊的变叶海棠(Malus toringoides)不同发育时期果实进行转录组测序,筛选出了果实酸度候选基因焦磷酸化质子泵PEPP(Pyrophosphate-energised proton pump),并对该基因功能进行了研究,获得的主要结果如下:(1)对野生和栽培苹果果实中有机酸含量进行测定,结果表明,野生苹果果实的酸含量高于栽培苹果。野生苹果中含有苹果酸和柠檬酸,苹果酸的含量为2.58至29.27mg/g FW,柠檬酸含量为0至24.21 mg/g FW。栽培苹果果实中苹果酸的含量为1.72至10.10 mg/g FW。从101个苹果属植物中发掘了果实发育期间柠檬酸和苹果酸变化趋势比较特殊的种质变叶海棠。随着果实发育,变叶海棠果实苹果酸含量呈下降趋势,柠檬酸含量明显上升。(2)对变叶海棠三个不同发育时期果实进行转录组测序,鉴定出差异基因约14000个,三个比较组共同存在的差异基因3337个。在这些差异基因中筛选出与总有机酸积累模式较为一致的基因MDP0000280551。该基因编码焦磷酸酶质子泵,命名为PEPP。该基因在栽培苹果成熟期果实中的表达量与苹果酸含量并未表现出一致性。(3)苹果中PEPP基因的序列长度为4845 bp,其中包括7个内含子,8个外显子,c DNA长度为2304 bp。从变叶海棠果实的c DNA库中分离出了MtPEPP的编码区,测序比对匹配度为97%。拟南芥原生质体的亚细胞定位结果显示,MtPEPP定位在线粒体膜上。(4)将MtPEPP连接到具有强35S启动子的p GWB 411载体上,获得了MtPEPP异源表达‘Micro-Tom’番茄的阳性株系,转基因株系13和21的成熟期果实柠檬酸含量均比野生番茄(6.6 mg/g FW)高2.2 mg/g FW,总酸度比野生番茄(10.5%)高2.6%。异源表达MtPEPP的番茄植株的株高要低于野生番茄,果实的种子饱满程度降低。(5)将MtPEPP基因的编码区连接到具有双35S的p MDC83载体上,并通过农杆菌转化法获得了过表达MtPEPP的‘王林’苹果果肉愈伤组织,发现过表达苹果果肉愈伤组织的苹果酸含量显著高于野生型,最高达到2倍以上,总酸度最高达到了10.6%,显著高于野生型(7.5%)的总酸度。