猕猴桃果实采后软化期间淀粉降解关键基因表达分析

为探究淀粉降解与果实采后软化的关系,以红阳猕猴桃果实为试验材料,研究外源乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对猕猴桃淀粉降解的影响。结果表明,猕猴桃果实采后贮藏期间硬度与淀粉含量均呈下降趋势,外源乙烯处理促进果实的软化与淀粉降解,而外源1-MCP处理则能使果实保持较高的硬度与淀粉含量。外源乙烯处理上调了Ac AMY1、Ac AMY3、Ac BAM1和Ac ABAM3的表达;1-MCP处理除了能抑制上述基因表达外,还抑制了Ac LDA1的表达,保持果实贮藏期间较高的Ac PWD和Ac ISA3的基因表达水平。表明,红阳猕猴桃采后淀粉降解与果实软化密切相关,乙烯能抑制Ac PWD表达,促进淀粉颗粒磷酸化进而促进淀粉降解和果实软化;外源1-MCP处理抑制葡聚糖聚合物脱支,延缓淀粉的降解进而减缓果实软化。本研究结果为揭示猕猴桃采后淀粉降解的机制及其与成熟软化进程之间的关系提供了理论依据。     

生长调节剂处理对高州矮香蕉贮藏品质的影响

以高州矮香蕉为试材,研究了1-甲基环丙烯(1-MCP)和外源乙烯处理对香蕉贮藏品质的影响。结果表明,200nl/L 1-MCP处理可显著抑制香蕉可溶性糖和可溶性固形物含量上升,延缓果实硬度下降,从而延缓香蕉后熟进程;20μl/L外源乙烯对1-MCP处理果实的后熟进程影响不明显。     

脱落酸对番茄部分果实性状和营养品质的影响

为研究脱落酸(ABA)对番茄果实品质的影响,本研究测定了番茄ABA生物合成缺失突变体not和flc及其野生型各成熟时期果实,以及外源100 μmol·L^-1 ABA处理后不同天数的番茄果实的外观品质和营养品质。结果表明,内源ABA缺失抑制番茄果实增重并促进果实纵向生长,但对果实硬度无明显影响。同时,内源ABA可影响番茄果实可溶性固形物含量并促进破色期和转色期的还原糖积累。not和flc果实中番茄红素、β-胡萝卜素、叶黄素和总类胡萝卜素含量均显著高于其野生型,且外源喷施试验表明,与对照组相比,外源100 μmol·L^-1 ABA处理能显著抑制番茄果实中番茄红素、β-胡萝卜素和总类胡萝卜素的积累。综上,ABA在调控番茄果实外观品质方面,可促进番茄果实增重并抑制番茄果实纵向生长;在调控番茄果实营养品质方面,可促进还原糖积累并抑制类胡萝卜素积累。本研究结果为利用ABA调控番茄果实品质提供了一定的理论依据和技术支持。     

1-MCP乙烯受体阻断剂对香蕉果实采后生理和品质的影响

1-甲基环丙烯(1-MCP)可以显著延迟香蕉果实软化，但1-MCP对综合食用品质变化的影响不甚清楚。该试验以国产品种广东高州矮香蕉为试材，用200 nL/L 1-MCP处理24 h后贮藏于20℃条件下，分析了1-MCP对香蕉综合品质的影响。结果表明：1-MCP处理显著地降低了香蕉果肉中可溶性糖和可溶性固形物含量的上升速率，延缓了果实硬度的下降。1-MCP能延缓香蕉果实的后熟进程，但并不会降低香蕉的综合食用品质。即使外源乙烯的加入也不能加快1-MCP处理后香蕉果实的后熟进程。     

水分胁迫对葡萄果实白藜芦醇合成相关基因表达的影响

为探究水分胁迫对葡萄果实白藜芦醇合成的影响,本研究以赤霞珠为试验材料,对其进行不同程度水分胁迫处理,测定葡萄果实白藜芦醇含量及白藜芦醇生物合成相关基因表达量。结果表明,葡萄果实进入转色期,PAL、4CL、STS基因随白藜芦醇合成而大量表达;不同水分胁迫处理均能增加葡萄果实白藜芦醇含量,同时提高白藜芦醇合成相关基因的表达量,不同水分胁迫处理间存在差异;水分胁迫对果实转色前期和后期PAL、STS基因表达的促进作用最为显著,但水分胁迫显著降低了CHS基因的表达量。相关性分析表明,白藜芦醇含量与PAL、STS基因的表达量呈显著正相关,表明水分胁迫主要通过诱导PAL、STS基因表达来增加果实白藜芦醇含量。本研究结果为进一步阐明葡萄白藜芦醇合成调控机制奠定了理论基础。     

外源乙烯利诱导玉米化学防御作用的时间和浓度效应

为探明外源乙烯利对玉米化学防御作用诱导的浓度和时间效应,本文采用化学和分子生物学相结合的方法,研究了不同浓度乙烯利处理玉米后,叶片乙烯释放量及其合成调控关键基因ACS和ACO表达的变化,典型化感物质丁布的含量及其关键调控基因BX1和BX9表达的变化,以及其他调控次生代谢物的关键基因表达的时间动态。结果表明,外源乙烯利处理玉米12h时,玉米叶片中丁布含量明显增加;24h后,丁布含量反而大量降低,48h后对丁布含量影响不大。外源乙烯利对合成丁布的调控基因BX1没有诱导作用,但处理12h和24h对BX9有明显诱导作用。外源乙烯利处理12h能够使ACS和ACO表达量上升,浓度为40μL·L^-1和60μL·L^-1乙烯利处理使玉米叶片丁布含量大量降低,BX1和BX9的表达量有所下调。外源乙烯利能够使蛋白酶抑制剂MPI表达量升高,且乙烯利浓度越高,诱导作用越明显,但对调控挥发物的FPS和TPS基因表达没有影响。说明外源乙烯利能够启动玉米体内的乙烯途径,诱导玉米启动化学防御过程,但这种作用很可能是负反馈型的。     

海沃德猕猴桃货架期预测模型的建立

为建立海沃德猕猴桃货架期品质变化动力学模型,以实现对海沃德猕猴桃货架期的预测。本试验将经0.5 μL·L^-1 1-甲基环丙烯(1-MCP)处理(处理组)与不处理(对照组)的猕猴桃于0、4、15、25℃条件下贮藏,测定其硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量;并基于Arrhenius理论建立货架期预测模型,选取20℃样本对该模型进行验证。结果表明,1-MCP对试验设置温度条件下贮藏的海沃德猕猴桃硬度、可滴定酸含量和Vc含量的降低以及可溶性固形物含量的升高均有一定的延缓作用;同时对其硬度和Vc含量变化情况进行拟合,比较拟合后的反应速率常数k,发现温度越高Vc含量和硬度变化越快。比较零级反应和一级反应线性回归决定系数R²可知,对照组和处理组Vc含量变化动力学方程遵循一级反应动力学,对照组R²≥0.97,处理组R²≥0.94;对照组和处理组硬度含量变化动力学方程遵循零级反应动力学,对照组R²≥0.96,处理组R²≥0.92。对照组硬度下降及Vc含量下降的lnk和1/T的R²>0.98,处理组硬度下降及Vc含量下降的lnk和1/T的R²>0.89。将预测值和实测值进行比较,结果显示,对照组猕猴桃货架期预测值和实测值相对误差均在±10%以内。综上表明,用硬度变化预测猕猴桃货架期,操作简单,相对误差较低。本研究结果在猕猴桃贮藏、销售中具有较好的应用价值。     

环割对葡萄VvNCED基因的表达和果实成熟的影响

9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)为脱落酸(ABA)合成途径的关键基因,参与果实生长发育。为明确NCED基因家族对葡萄果实成熟的调控功能,以鄞红葡萄为材料,在开花后50 d进行环割处理,以不环割为对照,分析其果实成熟期、内源脱落酸含量和NCED家族中6个成员表达的变化;通过克隆这6条基因编码区目的片段,构建了pCambia1302过表达植物载体,在花蕾期用农杆菌侵染液浸泡花序,以空载和野生型为对照,分析农杆菌侵染后的果肉中ABA含量和基因表达变化。结果表明,环割后鄞红葡萄果实较对照提前成熟13 d左右;实时荧光定量PCR分析结果显示,环割处理7 d后的果肉中VvNCED1、VvNCED3、VvNCED4和VvNCED7表达量显著上调,与葡萄果肉中内源ABA变化相关;农杆菌侵染花穗后阳性转基因果肉中VvNCED1、VvNCED3、VvNCED4和VvNCED7基因表达量和ABA含量显著高于野生型。综上可知,VvNCED1、VvNCED3、VvNCED4和VvNCED7的表达具有调控葡萄果实成熟的作用。本研究结果为葡萄成熟期的分子调控提供了理论基础。     

γ-氨基丁酸对低温胁迫下桃果实蔗糖代谢的影响

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)对低温胁迫下桃果实蔗糖代谢的影响,以湖景蜜露品种水蜜桃为试验试材,采用5 mmol·L^-1外源GABA和100 μmol·L^-1 GABA-T抑制剂(VGB)处理桃果实,比较分析水蜜桃出汁率、GABA含量、可溶性糖含量、蔗糖代谢中间产物以及蔗糖代谢相关酶基因的变化。结果表明,外源GABA处理和GABA复合VGB处理通过提高桃果实贮藏后期内源GABA含量和蔗糖含量,从而有效抑制桃果实在低温贮藏期间冷害的发生。此外,外源GABA处理抑制了贮藏后期蔗糖降解相关酶基因PpSUS5的表达,减缓了桃果实中蔗糖含量的降低速率,从而提高了果实抗冷害的能力。外源GABA复合VGB处理增强了贮藏后期蔗糖合成相关酶基因PpSPS1、PpSPP1和PpSUS3的表达,从而维持桃果实较高的蔗糖含量,抑制果实冷害发生。本研究结果为桃果实采后贮藏保鲜提供了理论依据。     

乙烯催熟徐香猕猴桃的响应面试验及工艺优化研究

为探究外源乙烯催熟徐香猕猴桃的过程中乙烯缓释剂用量、处理时间及贮藏温度对品质的影响,确定可靠的徐香猕猴桃催熟工艺参数,本研究以徐香猕猴桃为原料,乙烯缓释剂用量、处理时间及贮藏温度为影响因素,果实硬度、可溶性固形物、Vc含量、可溶性蛋白含量、总酚含量及感官评分等为响应值进行响应面试验,采用主成分分析法提取特征指标,通过响应面法分析并建立特征指标的二次回归模型并优化参数;利用遗传算法对特征指标进行多目标优化并与响应面优化结果进行比较。结果表明,硬度及总酚含量在主成分分析结果中累计贡献率为63.861%,可作为反映催熟后猕猴桃品质的特征指标;响应面分析得到的优化工艺参数为:乙烯缓释剂用量3.34 g·10kg^-1、处理时间27.72 h、贮藏温度4.21℃;遗传算法多目标优化得到的工艺参数为:乙烯缓释剂用量3.36 g·10 kg^-1、处理时间27.68 h、贮藏温度4.38℃,2种方法的优化结果基本一致。综上,优化工艺可行且硬度、总酚结合Vc含量能够较好地评价乙烯催熟徐香猕猴桃的综合品质。乙烯催熟徐香猕猴桃的最佳工艺参数为:乙烯缓释剂用量3 g·10kg^-1、 处理温度25℃、处理时间28 h、贮藏温度4℃。经后期验证,使用该参数催熟徐香猕猴桃,其后熟时间缩短至5 d左右,较未处理组的后熟时间大大缩短。该优化工艺参数可为满足猕猴桃鲜果销售市场需求,保持果实后熟品质提供一定的参考依据。     

低温贮藏对猕猴桃果实成熟软化相关基因表达影响

为探究低温对果实采后成熟软化与淀粉降解的影响,以红阳猕猴桃果实为试验材料,研究在低温贮藏期间,猕猴桃果实硬度,可溶性固形物、乙烯、淀粉含量以及淀粉酶相关基因的变化。结果表明,低温贮藏能显著抑制猕猴桃果实采后成熟软化,延缓果实淀粉的降解和可溶性固形物含量的增加,维持贮藏期间果实较高的硬度。低温贮藏抑制乙烯合成关键基因AcACO1和AcACS1的表达,抑制乙烯合成。同时,低温贮藏显著抑制淀粉降解相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcISA3、AcLDA1和AcDPE1的表达。在低温贮藏后期,淀粉酶相关基因AcAMY1、AcBAM1/3、AcLDA1和AcDPE1的表达与乙烯释放速率有关。综上,低温贮藏延缓猕猴桃采后成熟软化进程与淀粉降解密切相关,可能主要通过抑制乙烯合成,从而影响贮藏后期淀粉降解速率,最终延缓果实软化进程。本研究结果为猕猴桃采后低温贮藏提供了理论依据。     

扇脉杓兰实时荧光定量PCR内参基因的筛选

为筛选出扇脉杓兰实时荧光定量PCR(RT-qPCR)中最适内参基因,以扇脉杓兰幼根、茎、叶、唇瓣、种子为研究材料,利用RT-qPCR技术检测12个常见看家基因TIF3I1、CYP22、RPS4、UPL1、UBC2、TUBB3、RPL26B、RAN1、SAMDC、ACT3、PP2A3和EF1的表达情况,结合geNorm、NormFinder和 BestKeeper软件综合评价候选内参基因的稳定性;根据分析结果筛选出最佳内参基因和其组合,并通过2个目的基因SERK2和ASK1对内参基因的稳定性进行验证。结果表明,在9个样品材料中,稳定性最好的内参基因为CYP22、UBC2、TUBB3、RPS4;在扇脉杓兰幼根、茎、叶和唇瓣中,PP2A3、TIF3I1表达较为稳定,SAMDC和ACT3最不稳定;TUBB3和UBC2在种子中表达稳定性最佳,RAN1和ACT3稳定性最低。相对稳定的内参基因TUBB3、UBC2、TUBB3+UBC2对目的基因SERK2和ASK1显示出一致的相对表达量;而不稳定的内参基因ACT3并没有对数据进行有效的标椎化,结果存在明显偏差。本研究不仅有助于提高扇脉杓兰基因表达分析的准确性,也为其他杓兰属植物内参基因的筛选提供了理论依据。     

伞形花内酯处理对采后徐香猕猴桃果实灰霉病抗的影响

为探讨伞形花内酯处理对猕猴桃果实采后灰霉病的控制效应,本试验研究了伞形花内酯对灰霉菌孢子和生长的影响,以及对美味猕猴桃徐香损伤接种灰霉菌后果实病害发展、抗病相关酶活性和抗性物质的影响。结果表明,离体条件下,0.5和1.0 mg·mL^-1伞形花内酯能够显著抑制灰霉菌孢子的萌发和生长;0.5 和1.0 mg·mL^-1伞形花内酯处理能够抑制损伤接种灰霉菌猕猴桃果实病斑的扩张,显著提高果肉几丁质酶(CHT)、β-1,3 葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性,提高果实贮藏后期总酚、类黄酮和木质素的含量,因而诱导了猕猴桃采后果实对灰霉病的抗性。本研究为应用外源伞形花内酯控制猕猴桃采后果实灰霉病害提供了理论依据。     

后熟过程中植物生长调节剂对猕猴桃电阻抗图谱特性的影响

为了探索植物生长调节剂对后熟过程中猕猴桃电阻抗图谱的影响,检测了膨大果和未处理的对照果的电阻抗图谱,观察了2类猕猴桃果肉组织细胞微观结构的变化,利用Hayden等效电路模型分析了后熟过程中猕猴桃果肉组织细胞外液电阻、细胞内液电阻和细胞膜阻抗的电学特性变化。后熟过程中,低频时膨大果阻值较大但变化较小,高频时2类猕猴桃阻值趋于一致;频率为12k Hz时相位角最大;2类果的Cole-cole图均为一段圆弧,对照果的圆弧半径变化较大;膨大果细胞膜阻抗差异不显著,对照果从第7天开始细胞膜阻抗急剧减小;对照果细胞外液电阻低于膨大果,从第7天开始2类果均呈现减小趋势。电阻抗图谱法揭示了后熟过程中对照果与膨大果的电阻抗特性变化规律,为猕猴桃膨大果的检测识别提供了研究基础。     

高粱转录因子SbWRKY71基因的克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

为了探究WRKY转录因子在植物抵抗逆境胁迫方面的重要作用,本研究通过基因克隆的方法,从高粱BTx623中克隆得到一个WRKY转录因子基因(SbWRKY71),该转录因子基因全长1 335 bp(phytozome登录号:Sb04g005520),编码364个氨基酸,分子量为38.95 kDa;预测该转录因子定位于细胞核,具有WRKY转录因子典型的保守结构域,且该蛋白属于WRKY蛋白家族的第Ⅱ组成员。系统进化树分析表明,高粱SbWRKY71氨基酸序列与禾本科作物玉米ZmWRKY71的亲缘关系最近,为75%;实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测表明,SbWRKY71基因表达具有组织特异性,在叶中表达丰度最高,茎中最低。经激素水杨酸(SA,1 mmol·L^-1)、吲哚-3-乙酸(IAA,10 μmol·L^-1)和脱落酸(ABA,200 μmol·L^-1)处理后,SbWRKY71的表达量呈现先下降后升高再下降的趋势;在γ-氨基丁酸(GABA)和甘露醇(D-Mannitol,300 mmol·L^-1)模拟干旱胁迫以及氯化钠(NaCl,250 mmol·L^-1)盐胁迫处理下,SbWRKY71的表达量均先升后降,分别在3、6和9 h达到最大值;高粱经病原相关分子模式(PAMPs)flg22(100 nmol·L^-1)、翻译延长因子(elf18,100 nmol·L^-1)处理后,SbWRKY71表达均受到抑制,但在几丁质(Chitin,8 nmol·L^-1)处理下,SbWRKY71受到诱导表达。本研究为进一步探索SbWRKY71基因在调节高粱抗性、响应激素以及逆境胁迫应答等过程中的作用机制提供了基础。