MaHSFA1和MaHSP70在热处理诱导香蕉抗冷性中的作用

【目的】探讨MaHSFA1和MaHSP70基因在热处理诱导香蕉抗冷性中的作用,为有效延长香蕉贮运期提供参考依据。【方法】从香蕉基因组数据库(http://banana-genome.cirad.fr/)中搜索到MaHSFA1和MaHSP70基因序列,分别设计特异引物,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测这2个基因在香蕉热处理和低温贮藏中的表达情况。【结果】MaHSFA1基因与其他物种的HSFA1基因同源性较低,仅在HSF DNA-bind区域的保守性很高;MaHSP70基因含有一个HSPA1-2,6-8-like NBD区域,且与其他物种的HSP70基因同源性很高。7℃冷藏诱导香蕉果实的MaHSFA1和MaHSP70基因表达量整体上呈下降趋势。经52℃热水处理诱导的MaHSFA1基因表达增强,且在热激处理后0.5 h有一个小高峰;在7℃低温贮藏过程中,经热处理后的MaHSFA1基因表达量在贮藏4.0 h时迅速升高至最大值,之后又迅速下降;MaHSP70基因表达量在热激处理后0.5 h迅速升高至最大值,约是对照处理(未经热激处理)的4倍,之后逐渐下降。在整个试验过程中除7℃贮藏120.0 h外,其他时段热激处理的MaHSFA1和MaHSP70基因表达量均高于对照处理。【结论】采后香蕉果实的抗冷性与MaHSFA1和MaHSP70基因表达增强密切相关,生产上可通过热处理提高香蕉果实的抗冷性,进而延长贮运期。     

EGTA结合热处理对香蕉果实CBF冷应答 途径相关基因表达的影响

[目的]探讨EGTA[乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸]结合热处理对香蕉果实CBF冷应答途径相关基因表达的影响,为研究热处理提高香蕉果实抗冷性的机理提供理论参考.[方法]分别采用热处理(HWD)和EGTA结合热处理(EGTA+HWD)两种方法处理香蕉果实,将处理的香蕉果实置于20℃恒温箱中贮藏3.0 h,然后置于7℃恒温箱中冷藏120.0 h,期间定期采集香蕉果皮,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测MaDREB1D、MaDREB2C、MaDREB3和MaCOR413基因在20和7℃下不同取样时间点的表达情况.[结果]HWD处理的香蕉果实MaDREB1D、MaDREB2C、MaDREB3和MaCOR413基因在20℃贮藏0.5 h时表达量迅速升高,之后又迅速降低,7℃冷藏下这4个基因的表达量整体上呈升高趋势.与HWD处理相比,EGTA+HWD处理明显抑制MaDREB1D基因在20℃贮藏0.5 h时的表达,也降低了MaDREB1D基因在7℃冷藏过程中的表达量;EGTA+HWD处理的MaDREB2C、MaDREB3和Ma-COR413基因在20℃贮藏和7℃冷藏中的表达量一直维持在较低水平.[结论]EGTA能抑制香蕉果实CBF冷应答途径相关基因的表达,推测钙信号参与香蕉果实CBF冷应答途径.     

香蕉果实乙烯受体基因克隆及其表达特性

 【目的】分析香蕉果实成熟及贮藏冷害下乙烯受体基因的表达特性,探讨热处理（38℃,3 d）提高果实耐冷性与乙烯受体基因表达的关系。【方法】根据已报道的ETR基因的氨基酸保守序列设计引物,以香蕉果皮总RNA为模板,利用RT-PCR方法克隆香蕉的ETR cDNA,采用Northern杂交分析该基因的表达特征。【结果】香蕉果实在自然成熟进程中,两个基因在果皮和果肉中呈现不同的表达模式：果皮和果肉中Ma-ETR1的表达随果实成熟而逐渐减弱,而Ma-ERS3的表达仅在果实成熟后期略有增强;外源丙烯处理和38℃高温抑制果皮和果肉中Ma-ETR1的表达,却促进了Ma-ERS3的表达;低温促进果皮中Ma-ETR1和果肉中Ma-ERS3的表达,而38℃热处理3 d后则能抑制果皮中受低温诱导的Ma-ETR1表达的增强。【结论】外源丙烯和38℃高温正调控Ma-ERS3表达,负调控Ma-ETR1表达;38℃热处理3 d提高采后香蕉果实耐冷性与抑制低温诱导的果皮中Ma-ETR1表达的增强有关。     

香蕉Ca2+-ATPase的基因克隆与表达分析

Ca2+-ATPase是植物逆境胁迫反应中的一种重要调节器.通过设计兼并引物,首次从香蕉果实中克隆得到Ca2+_ATPase基因,命名为MaCA.进一步通过Northern杂交方法检测了MaCA基因在低温胁迫和热激下的表达.结果表明,冷害温度(7℃)下,MaCA基因在冷害症状出现时(第4d)表达最强.热激(52℃、3 min)处理后0.5～6 h迅速诱导了MaCA基因表达增强,之后逐渐减弱.研究结果说明,香蕉MaCA基因在增强对温度胁迫的适应性中起到了关键作用.     

活性氧在热处理诱导香蕉耐冷性中的作用

【目的】探讨活性氧在热处理诱导果实耐冷性中的作用。【方法】采用10 μmol•L-1的活性氧合成酶NADPH氧化酶的专一性抑制剂二苯基碘（diphenylene iodonium, DPI）预处理香蕉果实,然后于52℃热水处理3 min,之后置于7℃低温贮藏,测定冷害指数、叶绿素光化学效率Fv/Fm、过氧化氢（H2O2）和超氧阴离子（ ）含量、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性及其基因表达。【结果】与单独热水处理香蕉果实相比,热处理前预先用DPI处理的香蕉果实具有较高的冷害指数和较低的Fv/Fm值;在冷藏前3 d减少了由热处理导致的H2O2含量和 产生速率的快速积累;降低了CAT和APX的活性;抑制了MaCAT和MaAPX基因的表达。【结论】DPI预处理减少了香蕉果实由于热处理而导致的活性氧的迅速积累,相应地也减弱了热处理诱导的耐冷效果,表现为冷害症状加剧。推测热水处理诱导的早期活性氧爆发为香蕉果实的耐冷诱导所必需,其可能作为信号分子参与了此过程。     

黄瓜果实耐冷性与CsHSFs基因表达关系的研究

【目的】研究CsHSFs基因的表达特征与热处理和冷锻炼处理提高黄瓜果实耐冷性的关系.【方法】测定了低温(8℃)贮藏过程中热处理(低温贮藏前50℃热水处理1 min)、冷锻炼处理(15℃预贮2 d后再低温贮藏)和对照处理的黄瓜果实的相对电导率、可溶性固形物(TSS)含量、叶绿素含量和果实色泽等生理指标,并用qRT-PCR法检测CsHSFs基因的表达特征.【结果和结论】热处理和冷锻炼处理均可提高果实耐冷性,主要表现为热处理和冷锻炼处理均显著抑制了果实相对电导率的升高和叶绿素含量的降低,较好地保持了果实的色泽和商品性状,相比较而言,冷锻炼处理减轻果实冷害的效果比热处理明显,同时,热处理与冷锻炼处理都不影响果实TSS含量.并且,CsHSF7和CsHSF11基因表达水平与热处理和冷锻炼诱导的果实耐冷性密切相关,但其参与冷害的机制可能不同,体现为CsHSF7在酵母中具有转录激活活性,而CsHSF11在酵母中不具有转录激活活性.     

热空气处理对靖安椪柑幼果柠檬酸代谢的影响

为探究柑橘果实柠檬酸的降解机制,以盛花后120 d的靖安椪柑果实为材料,研究了40℃热空气处理48 h对椪柑果实有机酸含量变化及柠檬酸代谢相关基因表达的影响。结果表明:靖安椪柑幼果有机酸以柠檬酸为主,热处理能显著促进果实柠檬酸含量的下降。同时,热处理诱导CitCS1和CitCS2基因表达上调,其中CitCS1表达与对照达显著性差异水平;热处理后CitAcos基因家族成员表达量均得到促进,CitIDH2被短暂诱导表达,热处理对CitIDH3基因表达也有促进作用;热处理还能显著促进CitGAD4和CitGAD5两个基因表达,但对CitGS基因表达无显著性影响。以上结果说明,热空气处理能促进靖安椪柑幼果中柠檬酸的降解,使果实有机酸含量下降,这种变化和柠檬酸代谢相关基因表达密切相关,其中CitAcos、CitIDH1/3和CitGAD4基因表达上调可能是导致果实有机酸下降的主要原因。     

MaCaM在采后香蕉果实温度胁迫及后熟中的作用

【目的】研究香蕉CaM在温度胁迫及香蕉果实后熟过程中的表达模式,了解CaM在增强香蕉果实对温度胁迫的适应性作用,解释CaM参与调控香蕉果实褪绿转黄的机制。【方法】通过比对NCBI数据库中已有物种的CaM氨基酸序列,设计兼并引物。采用热硼酸法,从香蕉果皮中提取总RNA,通过RT-PCR与RACE方法扩增目的基因。利用DNAMAN软件和NCBI网站对CaM的氨基酸序列进行氨基酸比对和同源树分析。利用地高辛探针合成试剂盒（PCR DIG Probe Synthesis Kit）合成特异基因带有DIG标记的探针,使用Northern杂交法对MaCaM在采后香蕉果实温度胁迫及后熟中的表达规律进行分析。钙离子螯合剂EGTA及钙信号恢复处理采用香蕉果皮离体培养,采用真空渗透的方法对香蕉果皮进行试剂处理,利用色差计测定颜色h值。【结果】从香蕉果皮中克隆得到一个CaM,长648 bp,编码138个氨基酸,命名为MaCaM（登录号：HM061077）,序列分析表明,MaCaM包含4个EF-Hand钙离子结合区域,与MaCaM、OsCaM、ZmCaM、AtCaM3、TaCaM1-2等基因同源性极高。Northern杂交结果表明,热激（52℃,3 min）处理香蕉果实0.5 h后,MaCaM表达迅速增强;香蕉果实在冷害温度（7℃）下放置10 d,MaCaM在冷藏的第7-10 d表达逐渐增强,当采后香蕉果实先经热激处理再放入7℃下贮藏,MaCaM表达在第4天和第7天强于7℃处理;乙烯催熟处理诱导香蕉MaCaM表达逐渐增强;30 mmol·L^-1钙离子螯合剂EGTA处理在一定程度上抑制了香蕉果实的后熟,同时也抑制了MaCaM的表达。而在EGTA处理的同时,利用30 mmol·L^-1 CaCl₂进行钙信号恢复处理,能一定程度地恢复香蕉果实的正常后熟,也恢复了MaCaM的表达。【结论】MaCaM能增强香蕉果实对温度胁迫的适应性;MaCaM作为一种调控因子参与了香蕉果实后熟的褪绿转黄过程。     

INA 抑制香蕉果实中活性氧积累和衰老进程提高果实的抗病性

探讨了香蕉贮藏期间INA处理对广东果实抗病性的影响及影响机制。结果表明:香蕉果实在INA处理后接种炭疽病菌孢子,贮藏15 d后,INA处理的果实病斑直径比对照果实明显减小,INA处理的MDA含量显著低于对照,表明INA处理能够延缓果实的衰老;INA处理果实的H2O2含量从贮藏8 d开始明显低于对照,而NADPH氧化酶活性则在贮藏10 d开始高于对照;在整个贮藏期间,INA处理的CAT活性均明显低于对照,抗坏血酸氧化酶活性则明显高于对照。在贮藏后期,INA促进APX基因的表达,却抑制了CAT和后熟相关基因P450的表达上调。说明在贮藏期间INA主要通过促进防御酶APX基因和酶活力抑制后期果实活性氧含量的增加,以诱导香蕉果实抗病性的增加。     

热激处理对香蕉幼苗抗冷性的影响

以巴两香蕉幼苗为材料,研究了热激处理对香蕉幼苗抗冷性的影响.结果表明,经过42℃、2 h热激处理的香蕉幼苗抗冷性明显提高,其细胞质膜透性、MDA含量低于对照,而可溶性蛋白含量和SOD活性与对照相比均保持在较高水平.     

嘎拉苹果高温处理与果实日灼的关系

 高温处理对诱导果实增强对日灼的抗性有一定的作用 ,可降低日灼率。苹果果实在 4 5℃下处理 2h ,在3d后将处理果和对照果同时暴露在阳光下 ,结果发现 :热处理能够在一定程度上增强果实对日灼的抗性。在 4 5℃下处理 2、4和 6h后立即取样或室温下放置 2 4h后取样 ,对热激蛋白的分析表明 ,大分子量热激蛋白量变化不大 ,而小分子量热激蛋白可能在诱导果实抗热性方面起重要作用。随着处理时间延长 ,在一定时间范围内 ,热激蛋白抗热性水平增加。经测定 ,树冠外围充分曝光果和树冠内膛遮荫果对比 ,二者热激蛋白含量有显著差异 ,这可能是遮荫果对日灼更为敏感的原因。     

BABA诱导香蕉果实抗病性与贮藏期活性氧积累的关系

【目的】研究β-氨基丁酸（BABA）对采后香蕉果实抗病性的诱导作用和贮藏期果皮活性氧含量、抗病相关酶及基因表达量的变化,为探索抗病保鲜新技术提供理论依据。【方法】香蕉果实经5 g•L-1 BABA溶液低压渗透处理,或预先用3.14 mg•L-1的二苯基碘（活性氧合成酶NADPH氧化酶的专一性抑制剂,diphenylene iodonium,DPI）低压渗透,再做BABA溶液低压渗透处理。处理后0、3、6、12、24、48、72 h分别接种2 ? 105个/mL炭疽病菌孢子于果皮上,并测定接种果实在（20±2）℃、85%-95%湿度（RH）下贮藏5-16 d的病斑直径;测定处理24 h后接种果实在（20±2）℃、RH 85%-95%下贮藏期间的超氧阴离子（ ）含量,过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、β-1,3-葡聚糖酶（GUN）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和几丁质酶（CHI）活性及其基因表达。【结果】处理果实贮藏5 d后,经BABA处理24 h后接种炭疽病菌孢子的果实病斑直径比对照果实的明显减小,表明BABA处理需要适当的诱导时间才能产生效果;该BABA处理果实在贮藏期间的 产生速率和活性氧合成酶MaNOX表达在贮藏5-12 d均明显高于对照;CAT活性和MaCAT表达量分别于贮藏5 d 和1-5 d明显高于对照;APX活性和MaAPX表达量分别在5-8 d、14 d和１-5 d明显高于对照;CHI活性和MaCHI表达量分别在5-12 d和1-5 d高于对照,GUN活性和MaGLU表达量均于8-14 d高于对照,PAL活性和MaPAL1表达量均在12-14 d高于对照;其它时间点差异不大。二苯基碘（活性氧合成酶抑制剂,DPI,3.14 mg•L-1）结合BABA（5 g•L-1）处理香蕉果实抑制了上述BABA处理的效果。【结论】活性氧参与了BABA诱导香蕉抗病性的过程,BABA处理启动了香蕉活性氧的保护机制,包括活性氧水平提高、清除酶活性协同增强和抗病相关蛋白应答等,从而增强了香蕉果实的抗病性。     

热激诱导不结球白菜热激蛋白合成与耐冷性分析

以不结球白菜暑绿为试材,研究了热激处理(42℃)诱导不结球白菜热激蛋白(BcHSP)合成与耐冷的相关性。结果表明:热激处理明显增强了不结球白菜幼苗的耐冷性,降低了膜伤害程度。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性含量增加,而丙二醛(MDA)含量下降。已从热激诱导的不结球白菜中克隆了小分子量BcHSP基因(日本DNA数据库DDBJ登录号:AB367955)。荧光实时定量PCR分析表明BcHSP的表达量与耐冷性相一致。低温(4℃)胁迫下,在大肠杆菌中异源表达BcHSP可维持大肠杆菌较高的细胞活力,这些结果表明BcHSP合成与不结球白菜耐冷性的提高有关。     

热处理提高芒果抗冷性与内源ABA的关系

 观察了 38℃热空气处理持续时间对 2℃下贮藏 12d的芒果抗冷性的影响 ,结果表明 ,在 12h以内 ,芒果的抗冷性随热处理时间的延长而提高 ,至 12h抗冷性最强 ;继续延长热处理时间至 72h ,抗冷性保持不变。说明使芒果抗冷性达到最强的热处理持续时间是一个跨度较大的区间。热处理 72h的芒果在低温贮藏的 12d内果皮的细胞膜透性保持不变 ,而未经热处理的对照果膜透性随低温贮藏时间的延长而升高 ;与此同时经热处理的芒果在低温贮藏期间内源ABA含量高于对照。表明冷藏期间芒果组织中的ABA浓度高则其抗冷性较强。     

采后黄瓜在冷驯化处理过程中的转录组变化

采后黄瓜是冷敏性果菜类蔬菜，在低温贮藏时易发生冷害。前期研究结果表明，冷驯化处理通过诱导采后黄瓜耐冷性，减少冷害发生。为探究冷驯化处理诱导的转录组学变化，以采后黄瓜为试材，分析冷驯化处理期间的转录组变化。与贮藏前（0 h）相比，在冷驯化处理12 h和72 h时，分别鉴定到1 870和3 550个差异表达基因。基因表达验证结果表明，RT-qPCR和转录组结果高度一致，证明转录组测序数据的准确性和可靠性。GO富集分析结果显示，冷驯化处理诱导的差异表达基因主要富集在氧化还原过程、细胞膜组分和转录因子活性3个GO途径中，表明冷驯化处理通过调节细胞膜组分、细胞内氧化还原状态，增强冷藏黄瓜耐冷性。进一步分析发现，104个转录因子基因响应冷驯化低温，差异表达的转录因子主要是ERF、bZIP、WRKY和HSF家族，表明转录因子介导的转录调控在冷驯化诱导的耐冷性中发挥重要作用。研究结果为采后黄瓜诱导耐冷性提供了新见解，有助于加深对冷驯化诱导耐冷性分子机理的认识，为耐冷黄瓜培育提供了重要基因资源。     

一氧化氮对热激诱导玉米幼苗耐冷性的影响

以玉米幼苗为材料,研究了一氧化氮(NO)对热激诱导玉米幼苗耐冷性的影响.结果表明:42 ℃、4 h的热激处理诱导了玉米幼苗的耐冷性;100 μmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理24 h,显著提高玉米幼苗的耐冷性,而结合SNP处理的热激会使玉米幼苗的耐冷性进一步提高;而结合NO消除剂PTIO(2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物)处理的热激使玉米幼苗在冷胁迫下的存活率下降.说明NO参与了热激诱导玉米幼苗耐冷性的形成.生理生化指标测定结果表明,NO参与热激诱导玉米幼苗耐冷性的调节,主要是通过调节抗氧化酶系统的活性,降低H2O2和丙二醛(MDA)含量上升幅度,以减轻氧化胁迫伤害来实现的.     

热处理提高采后果蔬抗冷性的机理分析

低温贮藏是采后果蔬最有效并且应用最广泛的一种保鲜技术,但是一些对低温敏感的水果和蔬菜,在低温贮藏中容易发生冷害现象,给采后果蔬造成重大的损失.热处理作为一种安全高效的物理处理措施,已被广泛应用于提高采后果蔬的抗冷性.目前多数研究集中在热处理对采后果蔬贮藏品质的影响以及对采后果蔬生理生化的影响,而热处理提高果蔬抗冷性的机理以及关键信号途径尚不太清楚.对热处理提高采后果蔬抗冷性可能存在的机理进行分析,表明热处理诱导的果蔬抗冷性与细胞膜完整性、活性氧信号、热激蛋白、精氨酸途径、糖代谢等因素相关.这些因素具有共同的特点:热处理最终均是通过诱导增强抗氧化酶体系的活性、维持细胞膜的完整性,从而提高了果蔬的抗冷性.     

热激处理对番茄幼苗抗冷性的影响

试验以"月光"番茄为试材,研究了热激处理对番茄幼苗抗冷性的影响。结果表明,番茄幼苗经过44℃、2h的热激处理后其抗冷性明显增加。热激处理提高了番茄幼苗叶片内的可溶性蛋白质含量,使幼苗在经低温伤害后其可溶性蛋白质含量仍保持一个较高的水平。经过热激处理的幼苗在经受低温伤害时其相对电导率和丙二醛含量显著低于对照。