桃果实成熟软化与细胞壁降解相关糖苷酶及乙烯生物合成的关系

【目的】研究不同溶质型桃成熟软化过程中β-半乳糖苷酶（β-Gal）和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）以及乙烯生物合成相关酶（ACC氧化酶ACO和ACC合成酶ACS）的变化。【方法】采用气相色谱测定乙烯释放量;采用常规理化分析方法测定相关酶活性;采用RT-PCR研究相关酶的定性表达,同时采用Real-time PCR分析其表达量的变化。【结果】不同桃品种之间软化特性存在较大差异,‘雨花3号’桃果实成熟过程中,随着果实硬度下降,乙烯释放量明显增加并出现峰值,‘加纳岩’桃果实在成熟过程中一直保持相对较高的硬度且乙烯释放量很低,其最高值不及‘雨花3号’桃果实乙烯释放量的1%;β-Gal基因表达量和活性在桃果实成熟软化前期较高,α-Af基因表达和活性在成熟软化后期较高,且α-Af的快速变化期滞后于乙烯及其合成相关酶的变化。【结论】β-Gal酶对桃果实早期阶段的软化启动有较大影响,且两类桃果实β-Gal基因表达和β-Gal活性可能存在不同的诱导机制; α-Af对桃果实成熟中后期快速软化影响更显著且α-Af的激活与果实内源乙烯的积累密切相关。     

李果实成熟软化过程中生理特性及乙烯合成变化的研究

以乙烯合成途径为线索,研究李(Prunus domestica L.)果实成熟软化过程中硬度、可溶性固形物、可滴定酸、乙烯释放量、氨基环丙烷羧酸(ACC)和丙二酰氨基环丙烷羧酸(MACC)含量以及ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)活性等指标的变化,探讨乙烯在李果实成熟软化中的作用。结果表明:李果实成熟软化过程中,硬度和可滴定酸的含量逐渐降低,可溶性固形物含量增加。李果实成熟期的软化启动阶段,乙烯释放量、ACC含量、ACS和ACO活性增强缓慢,此时乙烯释放量也比较低,ACS和ACO的活性都受到一定程度的抑制,在成熟过程中三者高峰值同时出现在软化后期。证明李果实成熟期的软化启动阶段,乙烯并非是软化启动因子,可能还存在其他的启动相关因子。     

猕猴桃果实乙烯代谢的研究

刚采收的猕猴桃硬果不产生乙烯,也无 ACC 氧化酶活性,但有少量 ACC 存在。随着果实的软化,乙烯开始出现并很快达到释放高峰,乙烯的释放与 ACC 氧化酶的活性及 ACC的含量变化一致。用外源乙烯或机械伤处理加速了猕猴桃果实内源乙烯释放的原因,是这些处理促进了 ACC 的合成并增加了 ACC 氧化酶的活性。与冷藏相比,气调贮藏强烈地抑制了ACC 氧化酶的活性和乙烯的释放。浸钙处理对猕猴桃果实的乙烯释放、ACC 氧化酶活性及ACC 含量影响不大,因此浸钙处理后减缓猕猴桃果实软化的作用可能是通过其他途径实现的。     

应用基因工程改良果实成熟特性研究进展

概述了近年来应用基因工程和生物技术方法进行果实成熟特性改良 ,培育耐贮运品种方面的研究进展。主要介绍了与乙烯生物合成有关的ACC合成酶 (ACS)、ACC氧化酶 (ACO)和与细胞壁水解有关的多聚半乳糖醛酸酶 (PG)、果胶甲酯酶 (PME)、纤维素酶 (EG)基因的克隆与应用研究进展。     

ABA对甜瓜果实成熟和软化的调节

以甜瓜为材料,分析了果实发育成熟过程中生理生化变化,克隆了ABA生物合成关键酶9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶基因NCED的保守序列并进行表达分析,研究了ABA,NDGA、1-MCP及1-MCP+ABA对果实成熟软化的影响.结果表明:NCED基因在甜瓜果实始熟期大量表达,内源ABA高峰出现在此之后.乙烯释放量,ACC含量和ACO活性在果实成熟初期极低,其各自峰值的出现迟于ABA高峰10 d左右.外源ABA处理显著促进果实成熟和软化,各项成熟指标比对照提前8 d.NDGA处理效果相反;1-MCP和1-MCP+ABA处理与NDGA处理相似,但效果较小.ABA启动了甜瓜果实成熟,它通过诱导乙烯合成相关酶基因的表达而参与了成熟与软化过程,乙烯则主要在成熟后期,尤其是在果实固有风味形成过程中起主导作用.     

一氧化氮处理对采后番木瓜果实乙烯生物合成的影响

为了解一氧化氮(N0)处理对番木瓜果实乙烯生物合成的影响,采用60 μL/L NO熏蒸处理采收成熟度为果皮浅绿并微带黄色痕迹的番木瓜果实3h,然后在20C和相对湿度为85％条件下贮藏20 d.研究NO对番木瓜乙烯、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)、丙二酰-1-氨基环丙烷-I-羧酸(MACC)、ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)及CpA CS2和CpA C01基因表达的影响.结果表明,NO处理降低了番木瓜果实乙烯释放量、ACO的活性及CpA C0l基因的表达,导致贮藏过程果实ACC和MACC的积累,但对ACS的活性及CpA CS2基因的表达无显著抑制作用.     

减压处理对采后柿果实软化生理效应的影响

以火柿和水柿为试材,研究了减压处理对采后柿果实硬度、果胶甲酯酶(PE)活性、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性和乙烯释放速率的影响。结果表明,减压处理显著地抑制了柿果实的软化衰老,降低了PE、PG的活性和乙烯释放速率;乙烯生成量的减少降低了PE、PG的活性,表现为果实的软化衰老受到抑制;减压处理对火柿的保硬效果优于水柿;影响火柿果实软化的关键酶是PG,而在水柿的软化过程中,PE和PG均起着重要作用。     

番茄后熟期细胞超微结构与乙烯合成酶(EFE)活性关系的研究

对番茄采后各后熟生理时期的 ACC,乙烯水平及 EFE 酶活性变化以及与之相应的细胞超微结构进行了观察。乙烯产量从绿熟期到转红期没有明显变化,且水平相对较低。同时这几个时期的 ACC 水平也较一致。进入粉红期乙烯产量迅速上升并达到高峰,这时 ACC 水平降至最低点。高峰过后的全红期,过熟期乙烯水平迅速下降,而这时 ACC 水平逐渐上升至最高水平。EFE 酶活性在乙烯高峰前逐渐上升到最大值,高峰过后活性骤然降低直至失去活性。通过电镜观察,采后番茄果实细胞结构的最大变化在于乙烯高峰过后细胞壁的解体和质壁分离。在整个后热过程中,细胞膜结构、各细胞器依然完好,由于 ACC 的大量积累和乙烯水平下降与 EFE 活性有关,从而推断 EFE 酶的活性及作用不仅与膜结构有关而且同与膜有密切联系的细胞壁有关。     

反义ACS转基因乙烯缺陷型番茄的生理特性

反义 ACC合成酶 (ACS)基因番茄的采后生理性状与普通番茄不同 ,该番茄的果实和叶片乙烯以及果实呼吸强度受到抑制 ,果实乙烯释放量为 0 ,没有出现呼吸高峰 ,呼吸强度在 10～ 14 mg.kg-1.h-1之间波动 ,极显著低于对照 (高峰时为 2 4 .55mg.kg-1.h-1)。反义番茄的叶绿素降解和番茄红素的合成亦受阻 ,果实在采后和贮藏期间逐渐变为黄色或桔黄色而番茄红素的合成很少 ,到采后 30 d仅有 0 .0 4 A.g-1(fw)。乙烯催熟采后 30 d的反义番茄 ,番茄红素增加 6 0倍。反义番茄 PG酶活性在采后缓慢上升 ,到采收后的第 4 5天达到最高为 4 5.16μmol.g-1.h-1,但其活性也仅为普通番茄的一半。乙烯利催熟前后 ,反义番茄的 PG酶活性没有显著性变化     

乙烯吸收剂处理对柿果实采后生理效应的影响

通过用乙烯吸收剂吸收贮藏环境中乙烯的方法,研究了火柿果实成熟软化过程中乙烯对果肉硬度、呼吸速率、PE活性、PG活性和CX活性的影响,探讨了果实软化的机理。结果表明,乙烯吸收剂处理能有效地清除贮藏环境中的乙烯,降低果实的呼吸速率和乙烯释放速率,抑制PG、PE和CX的活性,有效地延缓果实硬度的下降速率。乙烯在柿果实软化衰老中起着主导作用。     

果实发育过程中乙烯的合成与调控

对果实发育过程中乙烯的合成与调控在分子水平上的研究进展进行了综述,特别是对乙烯合成过程中的3个关键酶ACC合成酶、ACC氧化酶和SAM合成酶以及信号传导对番茄果实成熟的影响进行了讨论。     

番茄成熟突变体(rin,nor,alc)及其F_1的贮藏生理特性研究

本研究对番茄成熟突变体rin、nor、alc材料与正常成熟番茄品种及其杂种一代果实,在绿熟期采收后果实的呼吸强度、乙烯释放量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性进行了测定和分析。结果表明:具rin、nor、alc基因的番茄果实无呼吸和乙烯跃变期,其硬度降低慢,果实中PG活性较低,它们的贮藏指数是正常成熟番茄的3倍,一般可贮藏2～3个月,其与正常番茄亲本品种交配的F_1杂种果实(rin/+,nor/+,alc/+)均有一小的呼吸、乙烯高峰出现,但跃变期比正常番茄推迟5～7天,达跃变期时,果实释放的CO_2和乙烯量是正常番茄的40％～6％,PG活性和硬度变化介于双亲之间,果色与正常成熟番茄相近,果实的耐贮藏性较正常番茄有所提高。     

桃果实成熟软化过程中活性氧代谢的变化

以雨花3号桃果实为试验材料,研究不同成熟度和贮藏温度下桃果实活性氧代谢途径相关指标的变化。结果表明:在桃果实成熟及采后贮藏过程中产生的超氧化物自由基和H_2O_2含量与乙烯释放量呈一定相关性。超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性有所增加,而过氧化氢酶(CAT)活性在成熟和贮藏过程中则呈下降趋势。脂氧合酶活性和丙二醛含量在成熟和贮藏过程中持续增加,但低温则明显抑制脂氧合酶活性和降低丙二醛含量。     

硝酸钙对网纹甜瓜果实软化及其相关生理因素的影响

研究硝酸钙对网纹甜瓜果实软化及其相关生理因素的影响,探讨延长网纹甜瓜货架期的调控措施,为生产上利用钙来延长网纹甜瓜的最佳食用期和货架寿命提供理论依据,并为进一步探明钙减缓果实成熟衰老的机制奠定基础.以网纹甜瓜果实圆片为材料,研究了不同浓度硝酸钙(1,3,5mmol·L-1)处理4,8,12,16,20,24h情况下,甜瓜果实软化及其相关生理指标的变化.结果表明:硝酸钙可明显降低甜瓜果实软化速度,具有提高果实硬度,降低果肉乙烯释放量、呼吸速率以及多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PE)、羧甲基纤维索钠酶(CMC-Na)活性的作用.与对照(6.09～6.81kg·cm-2)相比.钙处理果肉硬度提高0.22～1.24kg·cm-2,但不同处理浓度和处理时间对果实软化的作用效果存在一定差异.5mmol·L-1的硝酸钙处理较1mmol·L--1和3mmol·L-1处理具有更明显地抑制甜瓜果肉呼吸速率、乙烯释放量以及PG、PE和CMC-Na活性的作用,从而对果肉软化的抑制效果更显著,前者的硬度比后者高0.02～0.34kg·cm-2.硝酸钙处理4h可明显提高果实硬度,降低果肉乙烯释放量、呼吸速率并抑制PG、PE和CMC-Na的活性;处理12h对以上各软化相关生理指标的抑制效果最强,当处理24h时果肉的乙烯释放量、PE和CMC-Na活性均有所升高,但是仍与对照存在较大差异.5mmol·L-1硝酸钙处理12h具有较好地减缓网纹甜瓜果实软化的作用.     

猕猴桃果实乙烯代谢的研究

刚采收的猕猴桃硬果不产生乙烯，也无ＡＣＣ氧化酶活性，但有少量ＡＣＣ存在，随着果实的软化，乙烯开始出现并很快达到释放高峰，乙烯的释放与ＡＣＣ氧化酶的活性及ＡＣＣ的含量变化一致。用外源乙烯或机械伤处理加速了猕猴桃果实内源乙烯释放的原因，是这些处理促进了ＡＣＣ的合成并增加了ＡＣＣ氧化酶的活性，与冷藏相比，气调贮藏强烈地抑制了ＡＣＣ氧化酶的活性和乙烯的释放，浸钙处理对猕猴桃果实的乙烯释放，ＡＣＣ氧化酶活性     

猕猴桃果实后熟过程中乙烯生成和超氧物歧化酶及过氧化物酶的活性变化

以美味猕猴桃[Actinidia deliciosa(A.chev.)C.F.Liang et A.R.Ferguson]“布鲁诺”(Bruno)果实为试材,研究(20±1℃)后熟过程中乙烯生成、超氧物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性变化。结果表明:猕猴桃果实具有典型的乙烯跃变峰,峰值出现在采后第11天左右;SOD活性变化与ACC含量变化呈显著正相关(r=0.6766~(?));过氧化物酶活性峰值于乙烯跃变峰之后出现。果实可溶性固型物(TSS)含量在整个后熟过程中呈持续上升趋势。SOD可能参与了猕猴桃果实的后熟调节,在乙烯生物合成过程中起重要作用;POD活性变化可以作为猕猴桃果实组织衰老的一个参数。     

多聚半乳糖醛酸酶基因表达与果实成熟

多聚半乳糖醛酸酶(PG)是一种在植物细胞壁降解中起重要作用的酶。介绍了PG在果实成熟软化中的作用,概述了PG基因及其表达调控,评述了乙烯对PG调控的影响。     

桃果实后熟软化机理分子生物学研究进展

桃果实的成熟软化是一个非常复杂的发育过程,其间经历了一系列生理生化的变化,包括细胞壁的降解、乙烯的释放以及其他的代谢变化.对桃果实成熟软化方面的分子生物学研究进展进行了综述,介绍与桃果实成熟软化过程相关的细胞壁酶以及乙烯在果实成熟软化过程中的作用,并对软化机理进行了探讨.综合表明,果实的成熟软化过程受多种基因调控作用的影响.对果实成熟软化机理的探讨可为果实的贮藏及加工提供理论依据.     

1-MCP对桃果实贮藏保鲜中呼吸作用的影响

为研究1-MCP在"早凤王"桃果实上的贮藏保鲜效果,并探讨1-MCP的贮藏保鲜机理,以"早凤王"桃果实为试验材料,研究了1-MCP处理对"早凤王"桃果实呼吸作用的影响.结果表明,桃果实为呼吸跃变型果实,贮藏期间出现明显的呼吸高峰;1-MCP能够降低桃果实的呼吸速率和乙烯释放速率,抑制桃果实呼吸高峰和乙烯释放高峰的出现,1-MCP处理的桃果实在整个贮藏期间未出现明显的呼吸高峰和乙烯释放高峰;1-MCP能够抑制桃果实ACS酶和ACO酶活性水平的上升和活性高峰的出现.     

耐贮性不同桃果实采后软化过程中α 甘露糖苷酶活性变化

以较耐贮藏桃品种“秦王”和不耐贮藏桃品种“白丽”为试材，研究采后贮藏期间果实硬度、乙烯释放速率及α 甘露糖苷酶（α man）活性的变化差异。结果表明，耐贮性较差的“白丽”果实在贮藏的第2天其乙烯释放和α man活性便出现小高峰，此后在贮藏第4天出现乙烯释放峰值，到贮藏第5天伴随着α man活性的迅速升高，果实硬度快速下降。耐贮藏的“秦王”果实乙烯释放和α man活性峰值均出现在贮藏后第5 天，然后下降，在贮藏末期又出现第2个峰值。此外，在整个贮藏期间，耐贮性较差的“白丽”果实α man活性明显高于“秦王”，在贮藏后期尤为显著。说明α man活性高低可能显著影响桃果实的耐贮性。