柿果实内切–1,4–β–葡聚糖酶基因克隆与定量表达分析

 以成熟期‘富平尖柿’（Diospyros kaki L.‘Fuping Jianshi’）为材料,采用RT-PCR和RACE相结合的方法,克隆柿果实中内切–1,4–β–葡聚糖酶基因（EG）cDNA,并在此基础上采用实时荧光PCR定量技术检测采后常温下柿果及GA₃、ABA和1-MCP处理柿果软化过程中该EG基因转录水平的表达特点。试验结果：获得了一个内切–1,4–β–葡聚糖酶基因cDNA,命名为DKEG1（GenBank accession number：HQ222561）,长2 011 bp,编码545个氨基酸,末端含有CBD区域。实时荧光PCR定量技术检测发现常温下对照组柿果采后3 d时出现DKEG1基因表达高峰,下降后又逐渐上升,并在12 d时出现第2个高峰;赤霉素明显抑制了柿果实在整个后熟过程中DKEG1基因的表达,尽管在6 d时也有升高,但与对照相比全程表达量均极低;ABA处理大大提高了DKEG1基因的表达量,没有出现采后3 d的表达高峰,但在6 ~ 18 d期间其表达量均高于对照的最高峰值,其表达高峰出现采后9 d;1-MCP处理的柿果表达高峰比对照推迟9 d,且前期表达量显著降低,但后期又上升。据此推断柿果实DKEG1的表达受乙烯生成和乙烯信号转导的调控,进而参与果实的后熟软化过程。     

柿果实采后软化中PG酶活性及其基因DkPG1的表达

为了进一步探索多聚半乳糖醛酸酶（PG）在柿（Diospyros kaki L.）采后软化中的分子调控机制,应用实时荧光定量PCR技术和DNS比色法检测常温下丙烯和1–甲基环丙烯（1-MCP）处理‘富平尖柿’果实中PG基因DkPG1的表达量和PG酶活性的变化。结果显示,随着柿果实成熟软化,DkPG1基因转录水平呈先上升后下降的趋势,其中丙烯处理4 d出现表达高峰,比对照提前12 d且峰值极显著高于对照,而1-MCP处理的果实中的表达高峰出现在处理后28 d,比对照推迟12 d峰值极显著低于对照。丙烯处理果实PG酶活性迅速增加,活性峰与DkPG1表达高峰出现在同一天,1-MCP处理的果实PG酶活性明显降低,活性峰出现在DkPG1表达高峰前4 d。此外,对不同处理下乙烯释放量和果胶组分变化分析的结果显示DkPG1基因的表达受乙烯调控,进而影响果胶组分代谢。     

丙烯和1–甲基环丙烯处理对采后柿果实XTH基因表达的影响

 为了进一步探索木葡聚糖内糖基转移/水解酶（XTH）在柿（Diospyros kaki L.）采后软化中的分子调控机制,应用实时荧光定量PCR 技术检测常温下丙烯和1–甲基环丙烯（1-MCP）处理的‘富平尖柿’果实中XTH 基因表达量的变化。结果显示,丙烯处理能够促进柿果实成熟软化,增加乙烯释放并使高峰提前到来,而1-MCP 处理能够延缓果实软化,抑制乙烯释放。随着柿果实成熟软化推进,4 个XTH 基因呈现不同的表达方式,且丙烯处理促进了4 个XTH 基因的表达,而1-MCP 处理则抑制它们的表达。其中,DkXTH1 和DkXTH2 在柿果实成熟软化过程中表达量较高,且二者表达高峰分别在果实成熟的初期和中期,说明DkXTH1 和DkXTH2 分别与采后柿果实初期和中后期的软化关系密切。结合乙烯释放量结果分析显示,柿果实XTH 基因的表达受乙烯调控,对柿果实的成熟软化中具有一定的促进作用。     

柿采后丙烯和1–甲基环丙烯处理对两个扩展蛋白基因表达的影响

为进一步了解扩展蛋白（Expansin,EXP）在柿果实采后软化过程中的作用,以丙烯和1–甲基环丙烯（1-methylcyclopropene,1-MCP）处理‘富平尖柿’采后果实,采用实时荧光定量PCR技术检测果实中EXP基因表达量的变化。结果显示,丙烯促进柿果实成熟软化,使乙烯释放高峰升高并提前到来,提高ACC合成酶（ACS）、ACC氧化酶（ACO）活性;1-MCP减缓柿果实的成熟软化,推迟并降低乙烯释放高峰,抑制ACS和ACO活性。随着贮藏时间的延长,柿果实逐渐软化,对照果实DkEXP3和DkEXP4的相对表达量均表现为先上升后下降的趋势。丙烯处理促进了DkEXP3和DkEXP4的表达,使表达高峰升高且提早到来;1-MCP处理抑制了DkEXP3和DkEXP4的表达,推迟且降低了表达高峰。对照和1-MCP处理的果实的DkEXP3和DkEXP4的相对表达量高峰均较乙烯释放高峰早。DkEXP3和DkEXP4在果皮、果肉、果心中表达水平不同。本结果说明EXP可能在采后柿果实成熟软化前期起作用,其表达有组织特异性,且受到乙烯的调控。     

香蕉淀粉磷酸化酶基因与果实成熟关系的研究

淀粉磷酸化酶在香蕉果实采后淀粉降解过程中起着重要作用。为了研究香蕉淀粉磷酸化酶基因(MaPho)与采后香蕉果实成熟过程的相互关系,对巴西蕉采后果实进行乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析不同处理的MaPho表达情况。结果表明,不同处理的MaPho1和MaPho2表达趋势一致,但表达量有差异。乙烯催熟处理的MaPho1和MaPho2表达量逐渐上调,第4天达到高峰随后表达量下调;对照(自然成熟)香蕉果实在采后第1天出现表达高峰,1-MCP处理的MaPho1和MaPho2呈下调表达。     

1-MCP对‘磨盘柿’采后成熟软化的调控效应

为了探讨1-MCP抑制柿果成熟软化的关键酶,以‘磨盘柿’为试材,研究1-MCP处理对常温柿果的生理指标以及软化酶系的影响。结果表明,1-MCP处理均有效的延缓了柿果硬度和可溶性单宁的下降,抑制了果实的呼吸强度和乙烯生成量的增加,并推迟了呼吸高峰和乙烯高峰出现的时间,有效抑制贮藏后期果实MDA和膜相对电导率的增加,延缓了果实成熟衰老进程;抑制了PG活性、Cx活性、淀粉酶活性的增加,延缓果实软化进程;但对果实PE活性没有抑制作用。导致果实软化的影响因素次序为:PG>Cx>淀粉酶>PE。1-MCP能够有效抑制柿果的成熟软化,与果实中PG、Cx和淀粉酶活性密切相关。     

1-甲基环丙烯处理对美味猕猴桃果实后熟软化的影响

 以美味猕猴桃‘布鲁诺’为试材，研究了1-甲基环丙烯(1-MCP)对果实后熟软化进程的调控作用。结果表明，猕猴桃果实后熟软化进程表现为前期的软化启动阶段和后期的快速软化阶段，1-MCP对果实后熟软化的作用表现在果实快速软化阶段，同时显著推迟乙烯跃变高峰的出现，并不同程度地影响乙烯合成上游调控因子脂氧合酶(LOX)和丙二烯氧合酶(AOS)的活性变化，明显地推迟了二者活性高峰的出现。     

1-甲基环丙烯在柿果实贮藏保鲜中的应用进展

从乙烯、呼吸、软化、抗氧化性、脱涩、病害、细胞超微结构等几方面综述了1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)处理对柿果实采后生理生化变化的影响,同时介绍了1-MCP结合其它处理对柿果实贮藏的作用效果,以期为1-MCP在柿果实贮藏保鲜中的应用和研究提供参考。     

桃果实采后软化过程中内源IAA、ABA和乙烯的变化

以玉露桃果实为试材,分析了桃果实后熟衰老进程中内源ABA、IAA和乙烯水平的变化,探讨其相互关系,以及对果实后熟软化进程的调控机制。结果表明,桃果实乙烯跃变始于采后第3天,跃变峰值出现在采后第8天;采后初期ABA含量迅速积累,于采后第3天达到高峰,随后趋下降;但IAA水平在果实后熟软化进程中呈持续下降趋势。ABA和IAA水平在后熟软化末期均有所增加。     

生长素对油桃‘24-30’果实软化和乙烯生物合成的影响

【目的】研究‘24-30’油桃果实发育后期及采后萘乙酸处理下果实硬度和乙烯的变化。【方法】以‘24-30’油桃为试材,检验其果实的硬度和乙烯释放量,以及经采后萘乙酸处理下乙烯生物合成基因(ACS1、ACS4、ACO1)和果实软化关键基因(PG1)的表达量。【结果】‘24-30’采前采后过程中果实硬度和乙烯释放量变化均不明显;与对照果实相比,经NAA处理果实的硬度明显下降,乙烯释放量迅速增加,且处理浓度越高,效果越明显。实时定量表达分析表明,经NAA处理果实与对照相比,PG1和ACS1基因的表达明显增加,且处理浓度越高,基因上调表达越明显。NAA处理对ACS4和ACO1的表达没有明显作用。【结论】‘24-30’油桃采前和采后果实一直维持较高硬度是由于乙烯释放量较低。采用萘乙酸处理‘24-30’油桃果实,可以促进‘24-30’油桃ACS1基因的表达和乙烯的释放,进而导致重要细胞壁相关基因PG1表达上升,加速果实软化。     

1-MCP对柿果实软化及果胶物质代谢的影响

以扁花柿为试材,研究了20℃下10μL/L的1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对柿果实成熟软化及其果胶物质代谢的影响。结果表明:1-MCP处理不仅可推迟柿果实呼吸高峰和乙烯高峰的出现,而且还推迟了柿果实PE、PG和β-Gal酶活性的增加,从而延缓原果胶降解以及水溶性果胶含量增加,保持果肉硬度,延长贮藏期限。     

1-MCP对CO_2处理‘磨盘柿’果实活性氧含量及清除酶活性的影响

【目的】探究活性氧在柿果实采后软化的作用。【方法】以房山‘磨盘柿’为材料,研究室温下柿果实采后经CO2、CO2+1-MCP处理对其软化过程中活性氧含量及其清除酶活性变化的影响。【结果】采后柿果实CO2处理后在贮藏期间硬度迅速下降,呼吸速率和乙烯释放率加快;同时·OH、O2·和H2O2含量迅速积累,其清除酶SOD活性先下降后迅速上升,POD、CAT和APX活性迅速上升。CO2+1-MCP处理能有效明显降低呼吸速率和乙烯释放率且推迟了乙烯峰的出现;·OH积累速度差异不大,但极大的延缓了O2·和H2O2的积累速度;SOD、POD、CAT和APX活性较CO2也明显降低。【结论】柿果实经CO2、CO2+1-MCP处理后在软化过程中加速了活性氧的积累,其可能是影响果实快速软化的重要因素。同时1-MCP加入有效降低了活性氧的积累速度,对保持果实硬度起到一定的作用。     

脱落酸在桃果实成熟过程中的作用

 以白凤桃为试材，分析研究了桃果实生长发育过程中脱落酸（ABA）的变化以及外源ABA和氟啶酮（Fluridone）处理对果实发育后期离体果实后熟衰老进程的影响，探讨了ABA与桃果实成熟的关系。结果表明：桃果实生长发育后期果实内源ABA的积累构成了果实成熟的启动信号，而ABA高峰的出现启动了果实的后熟衰老进程；外源ABA处理促进了采后果实的后熟衰老进程，而Fluridone处理抑制了果实内源ABA的生物合成和乙烯产生，延缓了桃果实的后熟软化；乙烯则可能作为ABA的一种辅助因子影响果实的后熟衰老进程。     

1-MCP控制采后果实品质劣变的研究进展

乙烯是引发跃变型果实后熟衰老的主要因素。1-MCP作为一种新型乙烯受体抑制剂,通过与乙烯受体不可逆的结合,抑制与乙烯相关的一系列生理生化反应,延缓果蔬后熟衰老的进程。从采后果实的乙烯、呼吸作用、果实品质、果实软化等方面,综述1-MCP在控制采后果蔬品质劣变中的作用,为进一步扩大1-MCP在果蔬采后贮藏保鲜中的应用提供理论依据。     

1-甲基环丙烯处理对“金红”苹果采后生理和常温贮藏品质的影响

以"金红"苹果果实为试材,采用1.0μL·L~(-1)浓度的1-甲基环丙烯(1-MCP)处理果实,研究了常温(20±1)℃条件下,1-MCP处理对"金红"苹果果实采后生理和贮藏品质的影响。结果表明:与对照(CK,1-MCP处理浓度为0)相比,1.0μL·L~(-1) 1-MCP处理可有效抑制"金红"苹果常温贮藏期间果实呼吸强度和乙烯释放量,推迟或抑制果实呼吸高峰和乙烯释放高峰的出现,显著(P≤0.05)降低果实的乙醇和乙醛含量,减轻细胞膜的透性,降低果实腐烂率。并且1-MCP能有效抑制果皮返糖发亮和底色转黄,保持果皮红黄鲜艳度,明显抑制果实硬度、维生素C和可滴定酸含量的下降,较好维持贮藏中后期果实的SSC。采用1-MCP处理可以将"金红"苹果常温贮藏期从9～12 d延长到30 d,仍能保持较好的外观和内在品质。     

香蕉果实采后乙醇脱氢酶活性与乙烯代谢的关系

乙醇脱氢酶(ADH)在果实的生长发育以及果实成熟过程中起到一定的作用。以香蕉果实为材料,测定了乙烯、1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对香蕉果实采后乙烯释放量和ADH活性的影响,以了解ADH活性与乙烯代谢的关系。结果表明,与正常后熟的香蕉相比,乙烯处理使香蕉果实的乙烯释放量提前11 d达到峰值,ADH活性提前11 d开始上升。1-MCP处理则显著抑制了香蕉的乙烯释放,没有出现乙烯峰,ADH活性也被抑制,活性变化不明显。推测在香蕉果实采后成熟过程中乙醇脱氢酶(ADH)活性与乙烯代谢成正相关,乙醇脱氢酶(ADH)活性可能受乙稀代谢调控。     

1-甲基环丙烯处理对软枣猕猴桃果实软化的影响

以软枣猕猴桃为试材,研究了果实采后不同浓度1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对软枣猕猴桃果实软化中果实品质、乙烯释放量和呼吸强度、细胞壁成分含量和果胶分解酶活性的影响。结果表明:1-MCP处理明显延缓了软枣猕猴桃果实可溶性固形物含量的上升、可滴定酸含量的下降和果实硬度下降速度;1-MCP处理抑制了软枣猕猴桃果实的呼吸峰值,推迟了软枣猕猴桃果实乙烯发生高峰出现的时间;抑制了软枣猕猴桃果实中果胶、纤维素和半纤维素的降解;降低了软枣猕猴桃果实多聚半乳糖醛酸酶活性峰值,而且推迟了软枣猕猴桃果实β?半乳糖醛酸酶活性峰值的出现。可见,1-MCP处理显著延缓了软枣猕猴桃果实的软化。     

采后‘嘎拉'苹果果实糖和淀粉代谢及关键酶基因表达特性

以‘嘎拉’苹果为试材,研究了采后果实后熟软化过程中可溶性糖和淀粉含量、相关酶活性及关键酶基因表达的变化,分析了低温、乙烯因子(1-MCP、乙烯利)处理对它们的影响,探讨了糖和淀粉代谢与采后‘嘎拉’果实软化的关系。结果表明:‘嘎拉’果实软化的初始阶段,淀粉降解对果实软化的影响最显著,并伴随淀粉酶(AM)活性和MdAM基因表达的快速上升,且淀粉含量、AM活性及它们与硬度的相关性均显著受到低温和乙烯因子的调节,表明淀粉降解与‘嘎拉’果实软化关系密切。糖代谢中,蔗糖、果糖和葡萄糖含量变化与果实软化表现显著的相关性,均受到低温和乙烯因子的调节,但仅有蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性与果实硬度的变化显著相关。随着果实软化SPS活性和MdSPS基因的表达量不断增加,并显著受乙烯利的促进,受低温与1-MCP的抑制,其活性及其与硬度间的相关性也受到同样的影响,表明蔗糖代谢参与了‘嘎拉’果实的后熟软化,SPS在蔗糖代谢中起重要作用。     

‘泰山早霞’苹果采后1–甲基环丙烯处理对其软化及相关基因表达的影响

 以‘泰山早霞’苹果成熟的果实为试材,于采收当天进行1–甲基环丙烯（1-MCP）处理,研究其对果实软化及相关基因表达的影响。结果表明,①1-MCP处理的果实在短期贮藏期间硬度均明显高于对照。②1-MCP处理后,乙烯释放速率、PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等细胞壁酶基因的表达均被明显抑制,在整个试验期内均有明显下降,尤其是在处理后1 d,就分别比各自的对照下降了72.0%、72.1%、87.5%、81.8%、90.2%和16.7%,而1-MCP对AM和XET基因的表达没有明显作用。上述结果表明,苹果‘泰山早霞’品种属乙烯极敏感型,1-MCP对于延缓其果实软化具有明显作用,其果实软化可能是PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等多种基因协同作用的结果。     

MA贮藏对尖柿硬度及相关生理变化的影响

研究了在低温条件下,MA贮藏方式对柿硬度及相关生理变化的影响。结果表明:MA贮藏对于减缓柿的软化具有十分显著的作用,贮藏96d,处理果硬度是对照果硬度的3倍,贮藏120d后,处理果仍有一定的硬度,但对照果已完全软化腐烂;MA贮藏降低了柿的呼吸速率及乙烯释放量,并抑制PG、Cx活性升高和果胶、纤维素的降解;同时MA贮藏对于果实的蒸腾失水也有显著的抑制作用。