1-MCP和低温处理对采后桃endo-PG家族基因表达的影响

【目的】探寻endo-PG家族基因中与果实软化相关的主要功能基因对不同肉质桃在不同贮藏方式中软化的响应,从分子水平上为桃贮藏保鲜提供理论依据。【方法】以软溶质‘霞晖5号’、硬溶质‘紫金红3号’、不溶质‘金童7号’和SH类型‘霞脆’4种肉质桃为试材,分别研究常温(25℃)、常温+1-MCP和低温(4℃)处理过程中果实硬度的变化,并分析13个endo-PG家族基因在货架期的表达差异。【结果】1-MCP显著抑制‘霞晖5号’和‘金童7号’贮藏前期果实硬度下降,而对‘霞脆’和‘紫金红3号’效果不明显。低温下的‘紫金红3号’‘霞脆’和‘金童7号’果实硬度在整个试验贮藏期保持稳定,但‘霞晖5号’果肉在低温贮藏的第2天便迅速软化。通过qRT-PCR对endo-PG家族中筛选出的13个基因的表达量进行分析,Prupe.4G261900仅在‘霞晖5号’果实中高量表达。1-MCP、低温处理抑制Prupe.4G261900在‘霞晖5号’贮藏前2 d和4 d的表达,1-MCP抑制Prupe.7G269200、Prupe.7G005500和Prupe.3G081700在不溶质桃中的表达,对‘霞脆’果实相关基因的表达无显著影响。低温处理的‘金童7号’和‘霞脆’4个基因的表达量均较低。未检测到以上基因在‘紫金红3号’果实中的表达。【结论】1-MCP可能主要通过调控Prupe.4G261900的表达来延缓软溶质和不溶质果实货架期前期硬度的降低。低温可能通过抑制软溶质和不溶质果实Prupe.7G005500的前期表达,进而缓解果实贮藏中的软化。     

软枣猕猴桃果胶分解酶基因克隆及表达量分析

以不同软化阶段的软枣猕猴桃果实为试材,采用分光光度法测定了多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)、β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-gal)和果胶甲酯酶(Pectin methylesterase,PME)活性,采用RT-PCR法对其控制基因克隆,并对不同成熟阶段的表达进行了分析,以期探讨软枣猕猴桃果实软化机理。结果表明:软枣猕猴桃果实软化中PME和β-gal在软化初期出现活性高峰,PG在软化期形成活性高峰,而且成功克隆得到了软枣猕猴桃PG和β-gal的基因序列。NCBI Blast结果表明与中华猕猴桃PG基因和β-gal基因的一致性分别大于95%和90%。PG基因的半定量分析表明PG基因的转录表达与PG活性协同一致,说明在软枣猕猴桃果实中PG基因的表达是转录水平上调控的;而β-gal基因的半定量分析表明β-gal活性波峰结果一致,但是与果实软化过程中β-gal保持较高的酶活性结果不一致,说明β-gal基因的表达不仅受到转录水平的调控,还可能受到翻译水平上的调控。     

桃GLV多肽受体PpRGI基因家族的生物信息学及表达分析

为进一步了解GOLVEN(GLV)多肽在桃果实成熟软化中的分子机制,通过生物信息学鉴定桃基因组中GLV多肽激素受体Pp RGI基因家族,并通过qRT-PCR检测其在溶质型和硬质型桃中的表达水平,检测NAA处理硬质型桃果实和外施多肽处理桃愈伤组织后Pp RGI基因家族的表达水平。结果表明:PpRGI均含有LRR保守结构域,并且在N末端均含有信号肽,聚类分析表明其分为2类。荧光定量PCR分析PpRGI1、PpRGI3、PpRGI4在溶质型桃‘中油桃13号’的不同组织中表达,并且在溶质型桃果实不同发育期中的表达量显著高于硬质型桃果实,其中PpRGI1在不同肉质类型中表达量最高。NAA及多肽处理之后PpRGI1表达均升高。PpRGI1可能参与桃多肽激素的生物信号转导途径。     

不同软化速率山楂果实软化相关酶活性分析

以采收期果实硬度迅速下降的‘软肉3号’和仍保持较高硬度的‘秋金星’山楂果实为试材，通过对发育期果实软化相关酶的活性分析，研究了‘软肉3号’果实的软化特点，以期为山楂果实的软化机理研究提供参考依据。结果表明：‘软肉3号’果实在盛花后100 d迅速变软，而‘秋金星’果实的硬度在盛花后120 d缓慢下降，且显著高于‘软肉3号’;多聚半乳糖醛酸酶(PG)在‘软肉3号’中先呈现较低的活性，后伴随果实硬度的快速下降而大幅上升，而其在‘秋金星’中保持较高活性；果胶甲酯酶(PME)在‘软肉3号’中的活性较稳定且均高于‘秋金星’;纤维素酶(Cx)活性在2个品种中均先下降后上升，伴随果实的成熟活性显著升高；β-半乳糖苷酶(β-Gal)在‘软肉3号’的活性较低，在‘秋金星’果实的活性较高，且随果实的成熟急剧上升；脂氧合酶(LOX)均在盛花后60 d出现活性高峰，且伴随果实的成熟出现小幅度上升。综上所述，‘软肉3号’山楂果实质地的改变可能受PG、PME和Cx等多种酶的共同影响和调控。     

不同溶质桃果实的软化与乙烯合成相关基因的差异表达

以八成熟Stonyhard型桃‘霞脆’和‘有名白桃’、软溶质桃‘银花露’、硬溶质桃‘湖景蜜露’、不溶质桃‘金童6号’的果实为试材,研究了25 ℃和4 ℃贮藏条件下果实软化及乙烯生物合成途径相关基因表达水平的差异。结果显示：两种贮藏温度下,Stonyhard型桃‘有名白桃’和‘霞脆’果实释放极少量乙烯;25 ℃常温条件下,Stonyhard型桃果实硬度保持较高水平,但4 ℃低温诱导了‘有名白桃’果实软化。实时荧光定量PCR表明,软溶质、硬溶质和不溶质桃的PpACS1基因均具有高表达丰度,而Stonyhard型‘霞脆’和‘有名白桃’的表达水平极低;两种贮藏温度下,5个桃品种果实在整个贮藏期间均未检测到PpACS2和PpACS3基因的表达。此外,低温诱导了PpACO1基因在Stonyhard型桃‘霞脆’和‘有名白桃’中的表达,‘有名白桃’果实endo-PG基因受低温刺激表达也上调。说明不同肉质类型的桃贮藏期间果实软化与乙烯的生物合成关系密切,不同温度下通过调节相关基因的表达水平进而调控果实软化进程。     

肥城桃两品系果实细胞壁成分和水解酶活性的比较

 随着果实发育成熟，肥城桃两品系果实中细胞壁含量不断下降。可溶性果胶从8月1～16日明显增加，这时果肉硬度下降最快。两品系果实的细胞壁中离子结合果胶和纤维素含量下降比例不同，这可能是造成两品系成熟软化特性不同的主要因素之一。果实发育后期‘白里肥城桃’和‘红里肥城桃’纤维素酶活性变化的不同，意味着纤维素酶在肥城桃果实软化中起重要作用。肥城桃果实中没有检测到内切PG活性，成熟后期外切PG活性上升较快。     

甜樱桃果实发育过程中细胞壁组分及其降解酶活性的变化

【目的】了解甜樱桃在果实发育过程中质地变化与果实细胞壁组分及其降解酶活性的关系。【方法】以硬肉型品种‘美早’、常规型品种‘红灯’和软肉型品种‘佳红’为试材,分别在硬核期、转白期、着色期和成熟期对果实硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性进行了测定分析。【结果】‘美早’硬度降低速率较慢,成熟期硬度高于其他2个品种,WSP升高速率、纤维素降解速率低,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal活性低。‘红灯’硬度降低速率较快,在果实发育后期硬度低于‘美早’,WSP升高速率与纤维素降解速率高,PME、α-L-Af活性高。‘佳红’在转白期硬度迅速降低且后期质地软,它的纤维素降解速率高,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal在转白期之后活性较高。【结论】甜樱桃果实成熟过程中,原果胶的降解和纤维素的水解是果实软化的关键因素。果实细胞壁组分降解是多种酶协同作用的结果。PME和α-L-Af与‘红灯’和‘佳红’硬度显著负相关,并且活性在‘美早’中显著低于其他2个品种,这可能是果实硬度较高的主要原因。纤维素和原果胶降解速率低,PG活性高和β-Gal活性低可能是导致硬度高的次要原因。Cx酶活由于在‘红灯’中并没有显著影响到到果实硬度,而在‘佳红’和‘美早’中产生了不同的影响,可能是品种间的差别。     

阿魏酸和那他霉素对采后黑莓果实细胞壁代谢的影响

以黑莓品种'Hull'为试材,采用阿魏酸和那他霉素浸泡黑莓果实,测定了果实细胞壁成分和细胞壁降解酶的活性,研究了采后处理对黑莓果实细胞壁的作用,以期阐明采后处理提高黑莓果实硬度的作用机制.结果 表明:阿魏酸和那他霉素处理后果实中纤维素和果胶含量高于对照组.阿魏酸处理可显著降低α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Af)活性;那他霉素处理可显著降低β-半乳糖苷酶(β-Gal)和β-甘露聚糖酶(β-Man)活性;阿魏酸和那他霉素联用可以显著降低多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和纤维素酶(Cx)活性,提高木葡聚糖内糖基转移酶(XET)活性.综上所述,阿魏酸和那他霉素处理可以下调黑莓果实中的细胞壁降解酶活性,提高细胞壁保护酶活性,抑制果胶、半纤维素和纤维素的分解,从而延缓黑莓果实软化.     

苹果3个早熟品种果实发育后期硬度及其相关生理指标的初步研究

 以‘泰山早霞’、‘极早红’和‘辽伏’3个早熟苹果品种为试材,研究果实发育期间果实硬度、细胞壁水解酶及淀粉酶活性、乙烯释放量的变化,旨在为探讨果实软化机理提供基本资料,并为早熟苹果品种软化的调控奠定基础。结果表明：① 3个参试品种果实发育过程中果实硬度基本均呈下降趋势,但品种间下降的幅度存在明显差异,其中‘辽伏’花后75 d硬度的下降幅度为35%,‘泰山早霞’50%,‘极早红’53%;② 3个品种果胶甲酯酶（PE）和淀粉酶（Amylase）活性差异不明显,‘泰山早霞’、‘极早红’的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）活性明显高于‘辽伏’,3个品种PG酶、Cx酶活性变化与其果实硬度变化呈显著负相关;③ 3个参试早熟苹果品种果实发育过程中,乙烯释放量与PG酶、Cx酶活性呈显著正相关。     

桃果实肉质研究进展

桃果实以皮薄肉厚、味道鲜美、营养丰富等优点而深受国内外消费者喜爱。然而桃果实属于呼吸跃变型果实,且成熟期集中在夏季高温季节,采后迅速软化,导致果实品质下降、不耐贮藏及货架期短,是制约桃产业可持续发展的关键问题。前人研究发现桃果实具有不同的肉质类型,这其中也包含较耐贮运的肉质,为了解桃果实肉质的研究概况,笔者归纳总结了国内外关于桃果实肉质类型的分类及遗传定位、桃果实不同肉质形成的分子机制等方面的研究进展,并提出了存在的不足以及未来研究趋势。指出目前桃果实肉质的研究局限于果实成熟软化过程中细胞壁结构和相关物质的变化、细胞壁降解相关酶的活性变化,以及这些酶的基因克隆,认为未来激素调控桃果实成熟软化的转录调控机制,同时结合基因组、转录组、蛋白组和代谢组等多组学的研究将是桃果实肉质研究的重点方向。     

桃硬质性状可能源于PpYUC11基因启动子区域CACTA型转座子的插入

【目的】溶质(melting flesh,MF)型桃果实的成熟软化依赖于生长素诱导的乙烯合成相关基因的表达,硬质(stony-hard,SH)型桃不软化的原因是其在成熟期IAA的合成受阻导致乙烯不能正常释放。YUCCA编码类黄素单加氧酶(flavin monooxygenase-like),催化吲哚丙酮酸合成IAA。前期研究发现,PpYUC11为控制桃SH肉质性状候选基因,笔者在此基础上继续探讨PpYUC11基因在溶质型和硬质型桃果实中差异表达的原因。【方法】采用实时荧光定量PCR分析其在果实和种子的表达特性,扩增SH和非SH型桃品种PpYUC11基因的上游区域,以期明确该基因在不同桃品种类型的序列特征及时空表达特征。【结果】PpYUC11基因在MF型桃果实成熟期果肉中的表达丰度高于其在SH型桃中的表达丰度,而在2种肉质类型种子中的表达基本没有差异,比较PpYUC11基因的上游调控区域的序列发现,SH型桃相比MF型桃,PpYUC11基因ATG上游约2.1 kb处存在大片段的插入。核苷酸比对发现该片段预测为CACTA型DNA转座子片段,同时基于转座子的标记可以明显区分SH和非SH类型,调控顺式元件分析表明PpYUC11启动子存在多种激素响应元件,其中在插入位点上游100 bp左右存在1个果实特异性元件,暗示该元件参与PpYUC11的组织特异性表达,而转座子的插入可能导致该元件不能与果实成熟相关的转录因子正常结合。【结论】桃SH肉质性状可能由CACTA型DNA转座子插入PpYUC11基因启动子区域所致,本试验不仅为后期选育和鉴定SH型品种提供了可靠的分子标记,同时为进一步解析SH型桃果实的突变机制奠定基础。     

桃树冠不同部位果实低温贮藏期间的品质变化

【目的】探讨树体冠层不同部位桃果实在低温贮藏期间的品质变化及差异,评价冠层不同部位果实的低温贮藏特性。【方法】以中熟品种'霞晖6号'和晚熟品种'霞晖8号'桃8.5成熟、冠层不同部位的果实为试材,测定低温贮藏期间相关生理品质指标的变化情况。【结果】贮藏期间,2个品种冠层上部和中部外围果实的软化速率显著高于中部内膛和下部果实,其中下部果实的软化速率最低(p 0.05)';霞晖6号'冠层上部和中部外围果实在贮藏3 d后果皮红色色泽变浅,中部内膛和下部果实则加深;与其他3个部位相比,贮藏期间'霞晖8号'冠层下部果实的果皮红色色泽更早减退且幅度更大;低温贮藏期间',霞晖6号'冠层下部果实和'霞晖8号'冠层上部果实的蔗糖和总糖含量降幅显著大于其他3个部位;2个品种冠层上部果实的奎尼酸、苹果酸和总酸含量升幅显著大于其他3个部位';霞晖6号'冠层上部果实的可溶性固形物含量基本保持稳定,其他3个部位则下降,其中中部内膛和下部果实的降幅显著大于中部外围果实';霞晖8号'冠层下部果实的可溶性固形物含量快速上升,其他3个部位则下降且降幅基本一致。【结论】采收品质较好的果实('霞晖6号':冠层上部和中部外围果实';霞晖8号':冠层上部、中部外围和中部内膛果实)在低温贮藏期间的综合品质总是相对较高';霞晖6号'和'霞晖8号'果实分别于贮藏6 d和10 d后软化加快,采收时综合品质更好的果实在贮藏期间的软化速率更高。     

不同质地桃果实软化过程中细胞壁组分变化的差异

以不同质地的桃果实为试材,采用测定乙醇不溶性物质(alcohol insoluble solids,AIS)及总果胶和水溶性果胶等相关指标的方法,研究了细胞壁组分变化的差异对不同质地桃果实软化过程的影响,以期阐明在成熟软化过程中不同质地桃果实的细胞壁组分的变化差异。结果表明:不同质地桃品种软化过程中细胞壁组分含量变化存在明显差异。软溶质桃在贮藏初期乙醇不溶性物质和纤维素含量迅速下降;在整个贮藏期间,软溶质桃的总果胶含量显著低于硬溶质和不溶质品种,而其水溶性果胶含量在贮藏的前期和中期一直保持较高水平。硬溶质和不溶质桃在整个贮藏期间细胞壁组分AIS、总果胶和纤维素含量均相近,且变化规律相似,即含量一直相对保持稳定,变化幅度较小。此外,水溶性果胶含量变化在溶质和不溶质桃之间存在明显差异。不溶质桃在整个贮藏期间水溶性果胶含量基本保持稳定,仅在贮藏后期缓慢升高;而溶质桃在贮藏中期水溶性果胶含量显著升高。     

果实成熟软化机理研究进展

综述了果实成熟软化方面的研究资料,介绍了果实成熟软化过程中细胞壁组分和结构的变化以及相关机理的研究进展。研究认为果实的软化与PE(果胶甲酯酶)、PG(多聚半乳糖醛酸酶)、纤维素酶等酶的活性增强有关,果实成熟过程中PE、PG等细胞壁酶活性升高,使果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质降解,细胞壁超微结构发生变化,从而引起果实硬度下降,果实变软。酶活性的升高受基因的调控,采后生物技术的研究为抑制果实成熟软化提供了新的途径。     

乙烯、脱落酸以及乙醇对采后薄皮甜瓜果实软化及调节酶活性的影响

以薄皮甜瓜果实为试材,用外源乙烯、脱落酸以及乙醇对采后薄皮甜瓜果实进行处理后于常温(23±1)℃条件下贮藏,研究贮藏期间各组薄皮甜瓜果实硬度及相关酶活性变化情况,以期为薄皮甜瓜采后果实品质的维持及保鲜技术的完善与应用提供参考依据.结果 表明:贮藏期间,薄皮甜瓜果实硬度呈降低趋势;脱落酸(ABA)处理的果实硬度与果实中聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)、β-D-葡聚糖酶(EGase)、淀粉酶活性升高相关,且ABA主要促进了贮藏前期果实中EGase以及淀粉酶活性,加速了原果胶、淀粉的分解,促进了贮藏前期果实的软化;而乙烯(ETH)处理果实硬度的降低与果实中PG、β-Gal活性明显呈负相关,且ABA和ETH处理均能通过提高果实贮藏前期LOX活性和电导率影响了果实硬度,可能存在羟自由基氧化作用对果实硬度的影响.在贮藏后期,ABA和ETH处理对果实软化的作用相似.乙醇(EtOH)则通过抑制PG、PME、β-Gal、EGase、淀粉酶以及LOX活性,延缓了果实可溶性果胶和可溶性糖以及电导率的升高,维持了薄皮甜瓜果实硬度.综上可知,ABA和ETH调控薄皮甜瓜果实软化的酶调系统存在差异,而EtOH能通过降低果胶及淀粉代谢酶活性抑制羟自由基的作用,进而减缓了果实软化进程,维持了果实硬度.     

“霞脆”和“霞晖8号”桃在贵阳地区的引种表现及栽培技术

为丰富贵阳地区桃品种类型，延长果品采收期，2018年从江苏省农业科学院果树研究所引进“霞脆”和“霞晖8号”2个白肉桃品种，总结其在贵阳地区的植物学性状、物候期、经济性状以及抗逆性等指标，并进行综合评价。结果表明：中熟品种“霞脆”和晚熟品种“霞晖8号”综合性状良好，搭配种植能有效延长桃果采收期，可在贵阳地区及周边适度发展。     

梨果实在贮藏过程中果胶分解酶活性的变化

以苹果梨和新高梨为试材,测定了梨贮藏过程中果胶分解酶的活性变化.结果表明:2品种果实在软化过程中多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性均增加且在贮藏后期新高梨的PG活性极显著(p<0.01)高于苹果梨;贮藏性强的苹果梨的β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性很低且在贮藏中减少,但贮藏性相对较弱的新高梨的β-Gal活性极显著(p<0.01)高于苹果梨且在可溶性果胶增加的时期达活性高峰;苹果梨的果胶甲基酯酶(PME)活性在贮藏后期有所增加,但新高梨减少.可见,在贮藏过程中PG和β-Gal酶均是梨果实软化的重要酶,但β-Gal的作用比PG酶更重要;PME的活性变化因品种而异,与耐贮性关系不大.     

果胶酶和纤维素酶在桃果实成熟和絮败中的作用

 测定了果胶酶和纤维素酶在桃果实软化和絮败过程中的活性, 分析了贮前加温和中途加温的酶学效应。果实软化的启动似乎与PE、PG和纤维素酶活性的上升有关。endo-PG和纤维素酶活性与果实絮败程度之间呈显著负相关(r = - 0. 9408 , r = - 0. 9234) 。低温胁迫引起桃果实冷害絮败的本质是细胞壁果胶质的降解过程受阻。果胶质降解过程除了受到果胶酶的直接控制之外, 还受到纤维素酶的重要影响。中途加温或贮前加温减轻冷害的原因在于避免了低温胁迫对endo2PG和纤维素酶造成不可逆的伤害, 从而保证了果胶质降解过程的正常进行。     

番茄叶面喷施硅和钙对果实硬度及相关生理代谢的影响

以番茄品种‘红双喜’为试材,研究了生长期叶面喷施硅、钙对果实硬度、细胞壁组成物质以及细胞壁代谢相关酶活性的影响。结果表明：叶面喷施7 mmol ? L-1 H4SiO4、7 mmol ? L-1 K2SiO3、7 mmol ? L-1 H4SiO4 + 45 mmol ? L-1 CaCl2和7 mmol ? L-1 K2SiO3 + 45 mmol ? L-1 CaCl2均显著提高了番茄采收当天和采后7 d的果实硬度,4个处理的果实在采收当天和采后7 d原果胶和纤维素含量显著高于对照,可溶性果胶含量以及多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）活性、果胶甲酯酶（pectin methylesterase,PME）活性、纤维素酶（cellulose enzyme,Cx）活性显著低于对照。在各处理中,以7 mmol ? L-1 H4SiO4和7 mmol ? L-1 K2SiO3处理的效果最好,采后7 d,果实硬度分别比对照高14.31%和13.84%,原果胶含量分别比对照高75.00%和68.10%,纤维素含量分别比对照高68.66%和80.60%,可溶性果胶含量分别比对照低28.41%和29.55%,PG酶活性分别比对照低18.70%和20.87%,PME酶活性分别比对照低13.61%和17.66%,Cx酶活性分别比对照低31.42%和31.38%。     

‘泰山早霞’苹果采后1–甲基环丙烯处理对其软化及相关基因表达的影响

 以‘泰山早霞’苹果成熟的果实为试材,于采收当天进行1–甲基环丙烯（1-MCP）处理,研究其对果实软化及相关基因表达的影响。结果表明,①1-MCP处理的果实在短期贮藏期间硬度均明显高于对照。②1-MCP处理后,乙烯释放速率、PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等细胞壁酶基因的表达均被明显抑制,在整个试验期内均有明显下降,尤其是在处理后1 d,就分别比各自的对照下降了72.0%、72.1%、87.5%、81.8%、90.2%和16.7%,而1-MCP对AM和XET基因的表达没有明显作用。上述结果表明,苹果‘泰山早霞’品种属乙烯极敏感型,1-MCP对于延缓其果实软化具有明显作用,其果实软化可能是PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等多种基因协同作用的结果。