转反义LeETR1基因番茄采后生理特性的研究

 转反义LeETR1乙烯受体基因番茄的采后生理性状与普通番茄不同。转基因番茄的呼吸作用受到抑制，呼吸高峰只有对照的52％，乙烯释放高峰的出现比对照果实推迟10 d。转基因番茄的叶绿素降解和番茄红素的合成受到显著抑制，果实不能形成正常的红色。在成熟过程中，转基因番茄的纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶活性显著低于对照，延缓了果肉的软化。推测LeETR1和番茄的成熟有着密切的关系。     

乙烯受体基因LeETR1在番茄突变体Epi及其野生型中的表达

 采用核酸酶保护分析( RPA) 方法对番茄乙烯过表达单基因突变体Epi 和野生型VFN8 中LeETR1 mRNA 的表达特征进行了研究。结果表明, 在正常番茄中LeETR1 mRNA 不受内源乙烯含量的影响, 呈组成性表达。LeETR1 mRNA 在Epi 部分组织中的表达强度发生了改变, 并与Epi 的形态特征变化相吻合, 提示LeETR1 在叶片的形态建成、果实成熟和顶钩发育中可能起着重要的作用。     

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。     

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。     

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GA,、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eDNA,命名为DKEG1（GenBank accession number：HQ222561）,长2叭1b口,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3d时出现DKEGl基因表达高峰,下降后又逐渐上升,并在12d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DKEGl基因的表达,尽管在6d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DKEGl基因的表达量,没有出现采后3d的表达高峰,但在6～18d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9d;1-MCP处理的柿果表达高峰比对照推迟9d,且前期表达量显著降低,但后期又上升。据此推断柿果实DKEGl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。     

蔗糖磷酸合成酶与香蕉果实成熟、衰老的关系

 研究了正常成熟、成熟抑制和促进成熟处理的香蕉果实蔗糖磷酸合成酶( SPS) 与呼吸速率、硬度及蔗糖形成的关系。结果表明: (1) 使用乙烯吸收剂不仅极显著抑制了呼吸速率、果实软化和蔗糖的积累(P < 0.01) , 同时抑制了SPS的活性, 与正常成熟果实相比, 其SPS活性高峰延迟3 d出现, 酶活性明显降低。(2) 丙烯处理不仅使SPS活性高峰比对照提前9 d出现, 而且促进了呼吸速率的提高, 加速了硬度的下降和蔗糖的积累。表明SPS与香蕉果实的成熟、衰老和糖的积累及果实软化等有密切的关系。     

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。     

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。     

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。     

热水处理对草莓果实的保鲜效应及其与乙烯相关基因表达的关系

 以七八成熟‘丰香’草莓果实为试材, 研究了45 ℃热水处理15 min对草莓果实的保鲜效应,并采用RT2PCR技术探讨了热水处理对草莓果实贮藏过程中乙烯合成相关基因及乙烯受体基因表达的影响。结果表明, 热水处理显著抑制贮藏期间果实花青素积累, 减小果实失重率、腐烂指数, 缓解可溶性固形物和可滴定酸含量下降, 提高可溶性蛋白质含量, 促进维生素C含量下降, 同时抑制果实呼吸速率和乙烯释放速率, 明显延长果实贮藏寿命。RT-PCR 分析结果表明, 热水处理明显抑制贮藏期间草莓果实ACS、ACO、乙烯受体( ETR1和ERS1) 基因的表达, 但对EIN1基因表达没有明显影响。以上结果说明, 热水处理延缓草莓果实衰老可能与其抑制乙烯合成及作用有关。     

反义乙烯受体FaEtr2基因对草莓的转化

通过根癌农杆菌EHA105介导转化草莓叶片,在卡那霉素选择压下连续分化选择、扩繁和生根培养,获得了26株转乙烯受体FaEtr2反义基因植株。PCR和Southern blot检测证明,该基因已经整合草莓染色体中。Northern分析表明,转入的反义基因对靶基因都有部分的抑制。对果实乙烯释放量测定表明,转基因草莓中乙烯释放量降低。     

乙烯与脂氧合酶在番茄果实香气合成中的作用

通过对番茄成熟突变体和野生型果实香气物质、乙烯释放量、氢过氧化物裂解酶(HPL)、脂氧合酶(LOX)活性及基因表达的测定,明确LOX与乙烯在番茄果实香气物质合成中的作用。以番茄成熟突变体rin、nor、cnr、nr(均为乙烯合成缺陷突变体)、hp-1(高色素突变体,乙烯生成正常)和野生型Ailsa Craig(AC)为试材,分别在果实破色期(0 d)、破色3 d(3 d)和破色7 d(7 d)取果实,测定香气物质、乙烯释放量、LeHPL基因表达、LOX活性和TomloxC基因表达。结果表明,随着果实的成熟,4种乙烯合成突变体果实中的香气物质种类和含量与野生型AC相比均减少,但突变体hp-1果实中香气物质与AC无显著差异;rin、nor、cnr突变体中不产生乙烯,nr中产生少量乙烯,hp-1和AC果实中能正常生成乙烯;除AC果实外,突变体rin、nor、cnr果实中LOX酶活性和TomloxC基因表达水平均较低,而在hp-1和nr破色7 d果实中酶活性和基因表达量均最高;Le HPL表达量在AC和hp-1果实中随果实成熟显著增加,在nor破色7 d显著高于破色期(0 d)和破色3 d的,而在cnr、rin和nr破色7 d均显著下降。在乙烯合成缺陷突变体果实中香气物质种类和含量较野生型减少,且不能合成乙烯或合成少量乙烯,同时LOX酶活性降低,TomloxC及LeHPL表达下降,表明番茄果实香气物质合成的LOX途径是依赖乙烯的过程。     

植物激素与柿子后熟的关系

研究了柿子后熟期内源激素的变化和外源激素的影响。结果表明，柿子的后熟取决于乙烯和脱落酸（ＡＢＡ）的协同作用，尤其在ＡＢＡ的作用更重要；而各种内源激素的平衡又影响果实对ＡＢＡ和乙烯的敏感性。越不耐藏的柿子品种，对ＡＢＡ和乙烯的忍耐性越差，二者在低浓度下限诱发后熟变化，其后期乙烯峰越高，ＡＢＡ累积越多。外源ＡＢＡ和乙烯可提高果内乙烯浓度和呼吸强度，加速果实后熟软化；ＧＡ和苄基基腺嘌呤（ＢＡ）处理可减小     

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。     

Ethylene production throughout growth and development of plants

Ethylene production by 10 or 20 m2 stands of wheat, soybean, lettuce, potato, and tomato was monitored throughout growth and development in an atmospherically closed plant chamber. Chamber ethylene levels varied among species and rose during periods of canopy expansion and rapid growth for all species. Following this, ethylene levels either declined during seed fill and maturation for wheat and soybean, or remained relatively constant for potato and tomato (during flowering and early fruit development). Lettuce plants were harvested during rapid growth and peak ethylene production. Chamber ethylene levels increased rapidly during tomato ripening, reaching concentrations about 10 times that measured during vegetative growth. The highest ethylene production rates during vegetative growth ranged from 1.6 to 2.5 nmol m-2 d-1 during rapid growth of lettuce and wheat stands, or about 0.3 to 0.5 nmol g-1 fresh weight per hour. Estimates of stand ethylene production during tomato ripening showed that rates reached 43 nmol m-2 d-1 in one study and 93 nmol m-2 d-1 in a second study with higher lighting, or about 50x that of the rate during vegetative growth of tomato. In a related test with potato, the photoperiod was extended from 12 to 24 hours (continuous light) at 58 days after planting (to increase tuber yield), but this change in the environment caused a sharp increase in ethylene production from the basal rate of 0.4 to 6.2 nmol m-2 d-1. Following this, the photoperiod was changed back to 12 h at 61 days and ethylene levels decreased. The results suggest three separate categories of ethylene production were observed with whole stands of plants: 1) production during rapid vegetative growth, 2) production during climacteric fruit ripening, and 3) production from environmental stress.     

ABA和IAA对猕猴桃果实成熟进程的调控

以中华猕猴桃和美味猕猴桃果实为试材,研究果实成熟过程中内源ＡＢＡ,ＩＡＡ和乙烯的变化以及外源ＡＢＡ和ＩＡＡ处理对果实后熟软化进程的调控及其在生理基础。结果表明,果实采后初期,ＡＢＡ含量迅速升高,在２－４ｄ达到最大值,之后快速下降;在ＡＢＡ下降过程中,乙烯进入跃变期,果实后熟进程加快,外源ＡＢＡ处理增加内源ＡＢＡ含量,加快内源ＩＡＡ的降解,促使脂氧合酶活性峰值提前出现,加速果实软化,果实后熟进程中,     

Changes in ripening behavior of ‘d'Anjou’ pears (Pyrus communis L.) after cold storage

‘d'Anjou’ pear fruit, harvested at optimum maturity with flesh firmness of 6.8 kg, were stored at ?1.1°C. Fruit were ripened at 20°C for 15 days following storage for 1–8 months. Dessert qualities were evaluated organoleptically on Day 10 of each ripening period. Changes in fruit firmness, extractable juice, titratable acids, solubl solids, respiration, ethylene production and internal ethylene were determined daily during each ripening period. Fruit firmness declined continually from 6.8 kg at harvest to 4.5 kg after 8 months of storage. Fruit stored for 2–8 months softened with a similar pattern during a 15-day ripening period at 20°C, while fruit stored for 1 month softened at a slower rate during ripening to 3.2 kg, with a coarse and dry texture after 15 days at 20°C. Fruit stored for 2–4 months ripened with the desirable buttery and juicy texture, while those stored for more than 5 months ripened with a coarse or mealy and dry texture. The buttery and juicy texture was highly correlated with a lower extractable juice, which could be used for quantitative determination of storage life based on ripened fruit quality. Changes in titratable acids and soluble solids during each ripening period were not associated with changes in dessert qualities of the ripened pears. Rates of respiration, ethylene production and internal ethylene during ripening at 20°C varied with duration of storage, but were not associated with changes in dessert qualities of the ripened fruit.     

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。