香蕉MuMADS1与泛素激活酶(MuUBA)在采后果实中的相互作用

以香蕉MuMADS1为诱饵载体,采后2 d的香蕉果实的cDNA文库为猎物,采用酵母双杂交的方法得到了泛素激活酶E1的基因片段,命名为MuUBA。采用双分子荧光互补技术进一步验证MuMADS1与MuUBA在植物体内的相互作用。荧光实时定量PCR结果表明,MuMADS1和MuUBA在香蕉中子房发育第4个阶段的表达量最高,但是在茎中的表达量很低,表明其在不同的组织和发育的果实中的表达具有协同性。MuMADS1和MuUBA的表达都受外源乙烯和1-MCP的高度调控,推测MuMADS1和MuUBA在香蕉果实的采后成熟过程中具有很重要的作用。     

氨氧乙酸对香蕉采后成熟的调控及其生理机制

前期的研究发现Ma GAD1基因的表达与香蕉采后乙烯生物合成及果实成熟密切相关。本研究在此基础上,发现Ma GAD1表达的有效抑制剂氨氧乙酸(AOAA)能够延缓香蕉采后成熟。生理学分析表明,外施AOAA能够延长香蕉果实发生生理跃变的时间。实时荧光定量PCR分析表明,外施AOAA能够抑制Ma GAD1和Ma ACS1基因的表达。所以,AOAA通过抑制Ma GAD1和Ma ACS1基因的表达和延缓香蕉果实生理跃变,推迟香蕉果实采后成熟。本研究从理论上证明AOAA能够延缓香蕉果实成熟,揭示AOAA延缓香蕉果实成熟生理机制,并且从实际生产上提供一种可能应用于香蕉保鲜的新方法。     

香蕉果实发育成熟过程中多酚物质的变化规律

以3个香蕉品种‘巴西蕉’‘粉蕉’‘皇帝蕉’为供试材料，利用福林酚法测定其整个生育及成熟期果皮、果肉的多酚含量，探索不同香蕉品种在发育成熟过程中的多酚含量变化规律，及其与果实发育成熟的关系。结果显示，在香蕉果实整个生育期，多酚物质含量果皮均大于果肉。多酚物质在香蕉果皮、果肉生长发育期迅速积累，到采收期下降，采后果皮多酚物质含量随着成熟度的增加而增加，而果肉多酚物质基本维持不变。用外源乙烯和1-MCP处理后发现，与对照果实相比，乙烯促进其多酚物质的积累，而1-MCP抑制其积累。     

3个香蕉品种黄酮含量与果实发育成熟的关系

为了明确香蕉果实发育及成熟过程中黄酮含量变化规律,对巴西香蕉、粉蕉和皇帝蕉果实采前发育和采后成熟过程中的黄酮含量进行测定。结果表明:3个香蕉品种在果实发育成熟过程中果皮中黄酮含量均显著高于果肉中黄酮含量。从抽蕾、断蕾到采收,3个品种果皮中的黄酮含量逐渐降低,表现出与发育负相关。采前巴西蕉和黄帝蕉果肉中黄酮含量也是逐渐降低,但粉蕉果肉中黄酮含量呈先升后降的趋势。在采后成熟过程中,3个香蕉品种果皮果肉中的黄酮含量逐渐升高。且用外源乙烯和1-MCP处理后发现,香蕉果皮和果肉中的黄酮含量明显受外源乙烯诱导而增加,受1-MCP的抑制而减少,表现出与成熟正相关。     

1-MCP和乙烯利处理对采后菠萝蜜果实活性氧代谢的影响

以‘海大2号’菠萝蜜果实为材料,研究0.5 mg/L1-MCP(1-甲基环丙烯)和1 000 mg/L乙烯利处理对菠萝蜜果实活性氧代谢的影响,并探讨其与活性氧、活性氧清除酶和还原物质的关系,为菠萝蜜果实的保鲜提供理论依据。结果表明:随着菠萝蜜果实的成熟衰老,LOX(脂氧合酶)活性迅速增加,H2O2(过氧化氢)和MDA(丙二醛)含量快速积累,CAT(过氧化氢酶)和APX(抗坏血酸过氧化物酶)活性不断下降,SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)活性和GSH(谷胱甘肽)、还原型ASA(还原型抗坏血酸)含量均呈现先升后降的变化趋势。乙烯利处理极显著提高了LOX活性和降低了POD、APX和贮藏前期SOD活性,加快了贮藏中期H2O2和MDA含量的积累。1-MCP处理极显著降低了LOX活性和H2O2、MDA的含量,减少了活性氧产生,同时极显著提高了SOD、CAT活性和贮藏后期的POD、APX活性及GSH、还原型ASA含量,增强了活性氧清除能力。这些结果表明,乙烯利和1-MCP对菠萝蜜果实成熟衰老过程中活性氧的产生、保护酶活性及还原物质含量起重要调控作用。      

香蕉果实乙烯释放量GC的测定方法及其不同处理下的变化趋势

采用毛细管柱气相色谱法测定香蕉果实采后成熟期的乙烯释放量,以外标法峰面积定量,以保留时间定性,乙烯测定结果相对标准偏差(RSD)为1.85％,检出限为0.062 μL/L.该气相色谱法测定香蕉乙烯释放量和生成速率具有快捷高效、灵敏度高、重复性好、结果理想等优点.香蕉果实采后不同成熟处理条件下的乙烯释放量跟踪测量中,不同成熟度的香蕉乙烯释放量变化趋势明显,外源乙烯诱导时乙烯释放量提前达到峰值,1-MCP处理下的乙烯释放量只维持在很低水平.     

γ-氨基丁酸对香蕉果实采后成熟的调控作用及其生理机制

香蕉是世界上最重要的水果之一,研究香蕉采后成熟与调控对香蕉品质形成及创新采后催熟技术具有重要意义。本实验室前期的研究结果发现Ma GAD1基因的表达与香蕉采后乙烯生物合成及果实成熟密切相关。本研究在此基础上,根据香蕉果实达到全黄并有黑色斑点期(YB)成熟度的天数为标准,筛选出Ma GAD1基因表达的诱导剂γ-氨基丁酸(GABA)能够促进香蕉果实采后成熟。生理学分析结果表明,外源GABA能够促使香蕉果实提前发生生理跃变。实时荧光定量PCR分析结果表明,外源GABA能够诱导Ma GAD1和Ma ACS1上调表达。因此,GABA通过诱导Ma GAD1和Ma ACS1上调表达及促进香蕉果实生理跃变,从而促进香蕉果实采后成熟。本研究不仅从理论上证明了GABA能够促进果实成熟,揭示了GABA促进果实成熟生理机制,并且从实际生产上为蕉催熟的应用提供了一种新方法。     

香蕉MaTET基因的克隆与表达分析

采用RACE技术克隆香蕉果实采后成熟相关基因MaTET的全长cDNA,利用生物信息学方法分析MaTET基因及推导蛋白的序列,再利用RT-PCR技术对该基因的组织器官表达特性和在果实采后成熟过程中的表达特性进行分析。结果表明,MaTET的cDNA序列全长为1 234 bp,包含一个852 bp的完整开放阅读框,编码283个氨基酸残基,5′端非编码区222 bp,3′端非编码区160 bp,起始密码子为ATG,终止密码子为TAG。MaTET蛋白具4个跨膜区域,属于四跨膜蛋白（Tetraspanins）,拥有多个与信号传导有关的修饰位点,在系统发生上更接近鹰嘴豆、野草莓和番茄等双子叶植物。MaTET可在香蕉根、茎、叶、花以及果实中表达,在根和叶中的表达量高于其它器官;MaTET在自然成熟香蕉果实中的微黄(TY)阶段开始上调表达,在黄多于绿(MY)阶段表达量急遽升高,随后降低,乙烯可增强MaTET表达且表达高峰提前至绿多于黄(MG)阶段,1-MCP抑制MaTET的表达。     

2个14-3-3蛋白基因在香蕉果实成熟过程中的表达分析

通过简并引物和降落PCR方法结合RACE(rapid amplification of c DNA end)技术在香蕉果实c DNA文库中获得2个14-3-3基因,分别命名为Ma14-3-3d和Ma14-3-3h,把Ma14-3-3d和Ma14-3-3h与Ma14-3-3a、Ma14-3-3c、Ma14-3-3e、Ma14-3-3i进行多重序列比对和同源性比较。结果表明:Ma14-3-3d和Ma14-3-3h与Ma14-3-3a、Ma14-3-3c、Ma14-3-3e、Ma14-3-3i具有较高的同源性,同时具有一定的差异性。遗传进化分析结果表明,Ma14-3-3d与Ma14-3-3a、Ma14-3-3c、Ma14-3-3e、Ma14-3-3i同属于non-ε类14-3-3基因,Ma14-3-3h属于ε类14-3-3基因。RT-PCR分析结果表明,Ma14-3-3d和Ma14-3-3h在香蕉不同器官中差异表达,Ma14-3-3d在香蕉的根、茎、叶、花和果中均有表达,且在茎、叶和花中的表达量高于根和果;Ma14-3-3h在根、花和果中的表达量较高,而在茎和叶中的表达量较低。q RT-PCR分析结果表明,Ma14-3-3d基因的表达明显受乙烯的诱导,而Ma14-3-3h在正常成熟、乙烯处理与1-MCP处理的果实中表达量均很低,与果实成熟的相关性不明显。推测Ma14-3-3d可能与香蕉果实成熟密切相关,可能参与乙烯调控果实成熟过程中的生物合成与信号转导。     

乙烯与果实成熟关系的研究进展

从乙烯与果实成熟的角度,介绍了乙烯的生物合成和信号转导途径;并从分子生物学方面探讨如何在乙烯通路的各个节点对果实成熟进行调控;同时阐述了香蕉果实成熟与乙烯的关系。     

番木瓜NAC转录因子的克隆与表达分析

为探究番木瓜NAC转录因子的序列特征及功能,以‘大庆7号’番木瓜果肉为试验材料,采用RTPCR克隆出2个不同的NAC类基因,命名为CpNAC1(Gene Bank KT364871)和CpNAC2(Gene Bank KT372241),其开放阅读框(ORF)长度分别为609 bp和805 bp,分别编码202个和268个氨基酸,其N端含有NAM保守结构域。采用实时荧光定量PCR研究其在乙烯利及清水对照处理后果实不同成熟时期中的表达情况,结果发现,CpNAC1和CpNAC2基因随着处理后时间的增加,表达量呈先下降后缓慢上升的趋势,且均与果实成熟呈负相关。但CpNAC1表达趋势与果实成熟过程中乙烯的表达量相反,受乙烯抑制降低表达量,从而参与了番木瓜果实的成熟衰老进程,而CpNAC2基因在乙烯处理后番木瓜果实中表达量与对照处理相比没有显著变化,说明CpNAC2基因不是通过乙烯信号传导途径来调控果实成熟。     

菠萝蜜果实PG基因的克隆与表达分析

为明确PG基因在菠萝蜜果实后熟软化过程中的作用,本研究以‘海大2号’菠萝蜜果实为材料,采用0.5 mg/L 1-MCP和1000 mg/L ETH处理,研究了室温（20℃）条件下果实成熟过程中硬度和果胶的动态变化,克隆获得4个PG基因,并对其进行了生物信息学和表达分析。结果表明：随着菠萝蜜果实的成熟,果肉硬度快速下降,可溶性果胶和离子型果胶不断增加,共价态果胶有所下降;ETH处理促进了果实WSP和ISP含量的上升,加速了软化进程,1-MCP处理抑制了贮藏前期果肉硬度的下降,推迟了软化进程,但明显提高了3种果胶的含量。AhePG1~AhePG4基因的开放阅读框（ORF）长度1221~1434 bp,编码406~477个氨基酸。AhePG1蛋白含有4个保守结构域（Ⅰ~Ⅳ）,AhePG2和AhePG3只含结构域Ⅰ和Ⅱ,AhePG4缺失结构域Ⅲ;AhePG基因分别与桃（AF095577.1）、菜豆（XM_007162208.1）、葎草（MN971583.1）、菜豆（XM_007151391.1）PG基因编码的氨基酸序列的亲缘关系较近,相似度分别达75.63%、73.11%、79.71%、70.75%。qRT-PCR分析结果显示：AhePG1基因在果实成熟前期表达量低,在后期高表达,而AhePG2/3/4基因的表达量在果实成熟过程中总体较低。ETH处理抑制了AhePG1基因的表达量,而1-MCP处理延缓了4个AhePG基因表达量的增加,但增加了成熟后期AhePG2、AhePG3、AhePG4基因的表达。相关性分析发现,果肉硬度与水溶性果胶含量和AhePG1基因表达呈显著和极显著负相关,而水溶性果胶含量又与AhePG1基因表达呈显著正相关。本研究说明,菠萝蜜果实的软化与果胶降解有关,AhePG1可能是菠萝蜜果实果胶降解和果实软化的关键PG基因之一,控制着果实成熟后期的软化;1-MCP处理能延缓菠萝蜜果实的成熟,但并不影响果实后期成熟时的软化,AhePG1、AhePG2、AhePG3、AhePG4基因可能对其软化均有作用。     

乙烯处理对玉米胚乳发育过程中淀粉合成的影响

以玉米自交系B73为试验材料,研究施用外源乙烯之后对胚乳内淀粉合成的影响。结果表明,在玉米10展叶时期施用400 mg/L的乙烯利水溶液显著降低玉米百粒重和淀粉含量。淀粉合成相关酶活性测定结果表明,处理组中ADP葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶、蔗糖合成酶的活性均显著下降。淀粉合成相关基因表达量分析结果表明,处理组中ADP葡萄糖焦磷酸化酶基因ZmSH2、可溶性淀粉合成酶基因ZmSS1、蔗糖合成酶的基因ZmSH1表达量低于对照组。由此推测,外源乙烯通过调控淀粉合成相关基因的表达与酶的活性影响玉米胚乳内淀粉的合成。     

香蕉乙烯受体基因cDNA的克隆及其表达分析

提取香蕉果实总RNA，根据有关文献报道的乙烯受体基因序列设计引物，通过RT-PCR方法扩增其开放读框(open reading frame，ORF)，结果同时扩增出2个长短不同的特异cDNA序列。测序结果表明：其中较长的cDNA序列与该报道的香蕉乙烯受体cDNA序列的对应区段(ORF)长度一致，同源性为99．1％；另一较短cDNA序列为新序列，其与该报道序列的同源性达97．2％，但缺少该报道序列中的19和1036 bp的区段。RT-PCR扩增结果显示，报道的cDNA序列在香蕉果实的几个成熟阶段均有表达，而在根和叶片等组织中检测不到其表达，说明其表达具有果实组织特异性。Southern杂交结果显示，该报道基因序列在香蕉基因组中为单拷贝存在。因此，推测新克隆的缺失cDNA序列可能来自同一基因的转录后剪辑，其可能为1个新的香蕉乙烯受体基因。     

香蕉果实采后成熟过程中苹果酸脱氢酶(MDH)及苹果酸含量的变化

以巴西香蕉果实为材料,研究果实采后正常成熟过程中乙烯释放速率,苹果酸脱氢酶(MDH)活性,苹果酸、淀粉以及可溶性总糖含量的变化。结果表明：香蕉果实采后成熟过程中乙烯释放速率在采后10 d开始增加,到采后14 d达到高峰;MDH酶活性在采后10 d迅速增强,到采后16 d达到峰值;苹果酸含量在果实成熟早期上升,晚期下降,可溶性总糖含量逐渐增加,而淀粉含量持续下降。推测MDH通过改变香蕉品质而参与果实成熟。