葡萄果实成熟过程中ABA信号传导研究进展

果实成熟调控是果树生产的核心问题。根据果实成熟的特点,果实可分为呼吸跃变及非呼吸跃变2个基本类型。葡萄属于典型的非呼吸跃变型果实。多年来,人们围绕跃变型果实开展了很多研究,但对非跃变型果实成熟调控的了解却相对贫乏。一般认为,植物激素脱落酸(abscisic acid,ABA)在非跃变果实成熟调控中起着关键的作用。近年来,越来越多的研究表明,葡萄果实中不仅存在着ABA受体,而且还存在着一系列ABA下游信号组分,如ABA应答的蛋白激酶,转录因子,糖载体和ASR蛋白(abscisic acid stress ripening protein)等,说明ABA的确在葡萄果实成熟调控中起着关键作用。综述了葡萄果实成熟与ABA信号传导相关研究的最新进展,以期促进和加快今后非跃变型果实成熟机理深入研究的步伐。     

正常成熟与不成熟西瓜果实中ACS、ACO基因表达及乙烯产生的动态比较

<正>目的与意义:乙烯对非呼吸跃变型果实的成熟调控机制尚不明确。西瓜果实属于非呼吸跃变型果实,据报道称,外源乙烯处理会导致西瓜果实软化加速和水脱。以呼吸跃变型果实番茄为对照,拟测定西瓜果实乙烯的释放量和组织乙烯(CIE)含量,分析乙烯合成酶基因ACS和ACO基因在不同类型西瓜果实成熟过程中表达量变化,希望能解     

甜椒果实呼吸和乙烯释放规律的研究

不同品种、不同发育阶段的甜椒果实，采收后，在20℃下的呼吸、乙烯释放均表现下降趋势。外源乙烯处理不能诱导绿熟甜椒果实出现呼吸高峰，而只能对于过熟的全红果实的呼吸有暂时的促进作用，甜椒果实的呼吸表现属于非跃变类型。甜椒果实ACC含量与EFE活性从幼嫩果到成熟的全红果实呈下降趋势，不表现跃变型番茄果实所具有的ACC含量和EFE活性峰形变化趋势。跃变类型果实与非跃变型果实的乙烯代谢有明显的区别。     

水杨酸在桃树抗逆生理中的研究进展(4)

2.8延缓果实衰老果实成熟和衰老是果实发育的最后阶段,该阶段直接关系到品质形成和贮藏保鲜。乙烯是一种气态植物激素,是决定果实成熟、衰老和贮藏期的关键因素。在乙烯合成途径中,1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）是乙烯合成的前体,ACC合成酶（ACS）,即乙烯合成酶（EFE）和ACC氧化酶（ACO）是控制乙烯合成的两种关键酶,二者在跃变型果实成熟衰老进程中均被诱导,并诱发乙烯自我催化大量合成乙烯（乙烯跃变）。     

乙烯对不同切花月季品种开花和衰老的影响

 以研究乙烯在月季切花开花和衰老进程中的作用为目的, 以14 个切花月季品种为试材, 首先探讨了乙烯和乙烯抑制剂处理对切花开花和衰老进程的影响。结果表明: 乙烯和乙烯抑制剂处理对不同乙烯变化类型切花月季品种的开花和衰老进程有不同的影响效果, 类似非跃变型切花‘唐娜小姐’表现出典型的非跃变型切花的特征, 但是类似跃变型品种和类似末期上升型品种却有复杂的表现, 分别表现为促进、抑制和不敏感。在此基础上, 探讨了乙烯和乙烯抑制剂处理对类似跃变型品种‘萨蔓莎’和‘红衣主教’、类似非跃变型品种‘唐娜小姐’以及类似末期上升型品种‘黄金时代’乙烯生成量的影响。结果表明: ‘萨蔓莎’和‘红衣主教’分别表现为乙烯的自我催化和自我抑制。乙烯和乙烯抑制剂处理对类似非跃变型品种‘唐娜小姐’的乙烯生成量无影响。类似末期上升型品种‘黄金时代’, 表现为典型的负反馈调节。这些结果说明月季切花对乙烯的反应非常复杂, 在开花衰老进程中呈现不同乙烯变化类型的品种对乙烯的反应差别很大, 不能简单地根据内源乙烯生成量的变化动态对不同的切花月季品种进行类型划分。     

沙梨品种果实成熟后乙烯释放量研究

乙烯是参与果实成熟、软化和衰老的重要植物激素,果实成熟时的乙烯释放水平是决定货架期的关键因素。本研究以涵盖不同成熟期的28个沙梨品种为研究对象,通过测定成熟果实采后常温贮藏过程中乙烯释放量和硬度的变化,判断其呼吸跃变类型。结果显示,多数早熟沙梨品种成熟后乙烯释放量较高,并且于采后常温贮藏的第10~15d迅速上升抵达峰值,表现为呼吸跃变型果实;而多数中晚熟品种,乙烯释放量较低且采后释放量增加极为缓慢,显示为非呼吸跃变型特征。本实验还发掘出特异种质2份,即早熟非呼吸跃变型品种"鄂梨2号"和晚熟呼吸跃变型品种"金水1号"。本研究结果可为沙梨品种的生产和育种利用提供依据。     

脱落酸对非跃变型果实成熟的促进效应

分析了脱落酸对非跃变型果实成熟生理效应的研究进展,包括非跃变型果实成熟过程中脱落酸的来源、变化和生理效应,以及脱落酸作用的细胞分子生物学机制,以期为全面掌握非跃变果实成熟全过程提供参考。     

脱落酸调控果实成熟的分子及信号转导机制研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）作为一种重要的植物激素，不仅涉及许多植物发育过程和逆境胁迫，而且在果实成熟，尤其是非呼吸跃变型果实成熟中发挥关键作用。随着植物中ABA合成、代谢和作用机制的解析及其受体识别和核心信号转导模型的建立，极大地推动了ABA在果实成熟和品质形成中的研究。一般来讲，褪绿和着色是果实成熟过程中普遍存在的现象，这一过程涉及了ABA早期信号和多种激素的协同作用并组成了复杂的网络调控机制。总之，ABA是调控果实成熟的核心机制，其中存在着乙烯依赖（呼吸跃变型）和不依赖（非呼吸跃变型）类型。综述了ABA在植物体内的合成、代谢及作用的分子机制，构建了ABA调控果实成熟的分子网络模型，为果实的品质改善和保鲜奠定理论基础。     

基于高通量测序发掘番木瓜果实成熟相关miRNA

【目的】番木瓜是典型的呼吸跃变型果实,外源乙烯处理使番木瓜呼吸跃变提前,促进果实成熟。分离番木瓜果实成熟相关miRNA,为深入了解呼吸跃变型果实的成熟分子机制奠定基础。【方法】利用高通量测序技术对乙烯(ETH)、1-MCP和清水对照(CG)处理的番木瓜果实进行miRNA和转录组高通量测序,然后对测序获得数据进行生物信息学分析,进行miRNA鉴定和靶基因预测,并与转录组测序结果进行关联分析。【结果】乙烯、1-MCP和对照处理分别获得10 734 196、16 486 803和16 067 290条纯净序列,共鉴定出523个miRNA。其中,已知miRNA个数为1-MCP(303)、CG(214)和ETH(239),新miRNA个数为1-MCP(184)、CG(188)和ETH(114)。与对照相比,在乙烯处理中上调和下调表达的miRNA分别是123和72条。靶基因预测共获得5 053个靶基因,KEGG功能富集分析显示它们参与了戊糖、葡萄糖醛酸转换、淀粉和蔗糖代谢、卟啉和叶绿素代谢、类胡萝卜素合成等代谢途径。筛选出的番木瓜果实成熟衰老相关候选miRNA,包含4个果实软化调控相关miRNA(miR167-y、miR4993-x、miR3946-x和miR5059-x)、3个果实颜色调控相关miRNA(miR4993-x、miR815-y和miR7810-x)、3个激素调控相关miRNA(miR4993-x、miR8004-x和miR9722-x)和4个转录因子调控相关miRNA(miR5641-y、miR9722-x、miR838-y和miR319-y)。【结论】筛选的番木瓜果实成熟衰老相关miRNA为今后果实成熟衰老调控网络研究提供了可能的线索。     

乙烯应答因子在果实发育方面的作用

乙烯应答因子ERF(ethylene response factor)转录因子属于AP2/ERF超家族的一个家族,在果实发育过程中起重要的作用。该研究对ERF转录因子的发现历史、结构特点和分离进行了综述,并对跃变型和非跃变型果实发育过程中ERF的作用以及在果实发育过程中多种植物激素对ERF基因表达的影响进行综述,以期可以通过多种手段作用于ERF基因涉及的信号通路,用以改良作物的果实品质,增加果实产量。     

纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶与果实成熟

对果实成熟软化过程中组织超微结构变化以及Cx和PG对果实成熟软化的作用,Cx、PG在分子水平上的研究和尚待进一步研究的问题进行了系统综述:果实成熟软化与Cx、PG活性增强直接相关,PG在果实成熟软化过程中对果实着色也有着一定影响;编码Cx的基因已经在某些果实的cDNA文库中被鉴定;利用反义RNA技术对PG进行负调控是研究PG对果实成熟软化作用的主要手段。目前对Cx、PG在果实成熟过程中的作用研究主要集中在呼吸跃变型果实上,而在非呼吸跃变果实中的作用很可能有所不同。因此,研究Cx、PG在柑橘等非呼吸跃变果实成熟过程中的作用将是尚待研究的又一重要方向。     

Immunohistochemical localization of phospholipase D in strawberry (Fragaria ananassa Duch.) fruits

Phospholipase D, the key enzyme involved in membrane phospholipid catabolism, was localized in strawberry (Fragaria ananassa Duch.) fruits during development using immunohistochemical techniques. Typical structural features such as the nucleus, cell wall, plasma membrane, mitochondria and vacuole were noticeable in cells of young strawberry fruits. Cytoplasmic structural features were less pronounced in fully grown and turning red fruits, except cell wall, which was considerably enlarged. Also, extensive microvesiculation from the plasma membrane was noticeable in ripening fruits. The number of visible gold particles indicative of phospholipase D increased during development. Phospholipase D was found to be associated with membranous structures and vacuole. Interestingly, gold-particles could also be observed in the cell wall space in ripening fruits suggesting that cytosolic contents may have leaked into the cell wall space as a result of membrane deterioration and loss of compartmentalization. The role of phospholipase D during development and ripening of strawberry, a non-climacteric fruit, is discussed.     

PG酶与果实的成熟软化

多聚半乳糖醛酸酶（PGs）是一种在细胞壁结构的改变中起重要作用的酶，它可以催化果胶分子中α～（1、4）－聚半乳糖醛酸的裂解，从而参与果胶的降解，它与果实的软化密切相关。PGs具有2或3种同工酶，它们分别出现于果实发育的不同阶段。PGs是由多基因家族编码的，各基因家族成员分别调节不同时空的表达，通过反义RNA技术和插入失活的方法可对PG基因进行调控。乙烯在翻译水平控制PG基因的表达而对PGmRNA的转录没有影响。气调贮藏、热处理、钙处理等贮藏措施能抑制果实PG酶的活性，延缓果实的后熟软化进程。综述了多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）在果实成熟中的作用、PG酶同工酶、PG酶基因及其表达调控、乙烯及贮藏措施对PG酶活性和果实软化的调控。     

果实中脱落酸的研究进展与展望

综述了果实中脱落酸（abscisic acid,ABA）的生理作用、代谢及信号转导的研究进展,并提出了果实中ABA从产生到作用的分子机制。果实中ABA的积累主要受4种关键酶的调控,包括NCEDs、CYP707As、GTs和BGs。在果实成熟过程中,ABA信号的启动是通过PYRs等受体蛋白感知,并通过ABI1和SnRK2等蛋白的可逆磷酸化作用将信号传递给下游转录因子和顺式元件,最终促发果实软化、糖分积累及着色等成熟相关基因的表达。进一步深入研究ABA调控果实成熟的信号转导分子机制及ABA、糖和乙烯交叉调控网络是未来重要的研究领域。     

脱落酸在桃果实成熟过程中的作用

 以白凤桃为试材,分析研究了桃果实生长发育过程中脱落酸（ABA）的变化以及外源ABA和氟啶酮（Fluridone）处理对果实发育后期离体果实后熟衰老进程的影响,探讨了ABA与桃果实成熟的关系。结果表明：桃果实生长发育后期果实内源ABA的积累构成了果实成熟的启动信号,而ABA高峰的出现启动了果实的后熟衰老进程;外源ABA处理促进了采后果实的后熟衰老进程,而Fluridone处理抑制了果实内源ABA的生物合成和乙烯产生,延缓了桃果实的后熟软化;乙烯则可能作为ABA的一种辅助因子影响果实的后熟衰老进程。     

番茄乙烯受体基因反义表达对果实成熟的影响

 以乙烯受体基因LeETR1和LeETR2的转反义基因株系ale1和ale2为材料, 对果实成熟特性进行了研究。转基因番茄果实与对照相比, 呼吸速率下降, 但乙烯释放速率增加1～4倍, 呼吸高峰和乙烯跃变高峰出现的时间没有改变, 表明果实成熟起始时间没有改变。ale1果实成熟后期着色速度减慢, 红熟果色泽a值、番茄红素和类胡萝卜素含量都显著低于对照; 但果实多聚半乳糖醛酸酶活性上升和硬度下降速度都显著高于对照。这说明LeETR1基因与果实成熟品质特征的形成可能存在比较复杂的关系。     

番茄褐变型筋腐果与正常果实生理生化分析

通过对番茄褐变型筋腐果与正常果实做对比分析测定,探讨褐变型筋腐果发生的生理生化基础。结果表明:与正常果实相比,褐变型筋腐果果肉乙烯的释放量明显减少,葡萄糖与果糖的含量都有所降低;发病较轻的1级病果果肉全碳、全氮含量降低,碳氮比下降,而在维管束中,未褐变维管束中全碳、全氮含量与碳氮比升高,褐变维管束中全碳含量升高,全氮含量与正常果相差不多,碳氮比明显升高;在发病较重的3级病果中,占果实少部分的红果肉及未褐变维管束中全碳、全氮含量及碳氮比都较高,褐变组织中全碳、全氮含量及碳氮比都最低;病果褐变组织氨基酸总量降低,而酚类物质的含量升高。     

A label-free quantitative proteomic investigation reveals stage-responsive ripening genes in apricot fruits

Apricot (Prunus armeniaca L.), a member of the Rosaceae family, with favorable nutritional and flavour quality, exhibited the characteristic climacteric changes during the fruit ripening process in ‘Shushanggan’ apricot. To further confirm the ripening-related genes in apricot, we combined quantitative proteomic tools with bioinformatics to investigate the expression profiles of ripening genes involved in significant biochemical and metabolic changes during ripening stages. The results showed that physiological traits of apricot fruits varied significantly at three different ripening stages, with remarkable correlation with fruit quality changes. Furthermore, 128 stage-specific proteins that are differently expressed in a stage-responsive manner in ripening apricot fruits were identified. Hierarchical clustering of stage-responsive proteins also revealed the metabolic changes in accordance with fruit ripening. Hence, a link has been established between protein profiles and ripening phenotypes which will help to improve our understanding of apricot fruit ripening at the proteomic level.