乙烯与果实成熟关系的研究进展

从乙烯与果实成熟的角度,介绍了乙烯的生物合成和信号转导途径;并从分子生物学方面探讨如何在乙烯通路的各个节点对果实成熟进行调控;同时阐述了香蕉果实成熟与乙烯的关系.     

香蕉果实发育成熟过程中多酚物质的变化规律

以3个香蕉品种‘巴西蕉’‘粉蕉’‘皇帝蕉’为供试材料,利用福林酚法测定其整个生育及成熟期果皮、果肉的多酚含量,探索不同香蕉品种在发育成熟过程中的多酚含量变化规律,及其与果实发育成熟的关系。结果显示,在香蕉果实整个生育期,多酚物质含量果皮均大于果肉。多酚物质在香蕉果皮、果肉生长发育期迅速积累,到采收期下降,采后果皮多酚物质含量随着成熟度的增加而增加,而果肉多酚物质基本维持不变。用外源乙烯和1-MCP处理后发现,与对照果实相比,乙烯促进其多酚物质的积累,而1-MCP抑制其积累。     

香蕉果实expansin cDNA克隆及序列分析

提取成熟香蕉果肉的RNA并分离mRNA，以mRNA反转录合成cDNA，以该cDNA为模板，设计expansin的简并引物，进行RT-PCR(退火温度为50℃)，得到的扩增产物纯化后与pGEM-T-Easy载体连接，转化大肠杆菌，任意挑选2个阳性克隆，进行序列分析，结果得到2个序列相同的expansin的cDNA基因片段，命名为MA-Exp3(以示与已登录的香蕉MA-Expl和MA-Exp2的区别)，MA-Exp3中存在expansin基因的保守区域，即8个半胱氨酸残基和3个色氨酸残基，它编码177个氨基酸，与MA-Exp1的核苷酸同源性为74．2％，氨基酸同源性为86．4％。     

香蕉果肉和果皮组织中乙烯生物合成的差异性反馈调节

Inaba等人对香蕉果实中乙烯生物合成反馈调节作用进行了研究,试图了解香蕉果实成熟前后,作为乙烯活性抑制剂的1-甲基环丙烯（1-MCP）的反向效应。在跃变前期香蕉果实里,1-MCP预处理完全阻止丙烯的诱导催熟作用,而在成熟初期的处理则刺激乙烯产生。对于跃变前期香蕉果实,较高浓度的丙烯对乙烯的产生有强烈地抑制作用,尽管早期丙烯有诱导乙烯产生的作用。     

乙烯调控果实成熟研究的进展

本文对乙烯生物合成的途径及乙烯生物合成的两个关键酶即ＡＣＣ合成酶和ＡＣＣ氧化酶进行了较为详细的介绍；着重讨论了ＡＣＣ合成酶和ＡＣＣ氧化酶的反义ＲＮＡ及ＡＣＣ脱氨基酶对番茄果实成熟的抑制作用，并对乙烯调控果实成熟的机制进行了探讨。     

一种适合于提取香蕉果实总RNA的简便方法

本文介绍香蕉果实RNA提取的一种简便方法,可从香蕉果肉和果皮中成功提取高质量的RNA,产量可达45~65μg.g-1.FW-1,有效降低RNA提取过程中多糖、酚类物质和其它次级代谢物等的污染,纯度较高;未发生明显降解,可用于cDNA合成。     

乙烯受体及其信号传递

本文结合近年来乙烯受体研究领域所取得的成果，较为系统地概述了乙烯受体蛋白，乙烯信息传递系统以及传递途径和乙烯效应抑制机理等方面的新进展。     

无花果果实发育过程中ABA和乙烯含量与果实成熟的关系

为研究无花果果实发育过程中ABA和乙烯含量与果实成熟的关系,以玛斯义陶芬(Masui dauphine)无花果果实为试材,对果实发育过程中呼吸速率和乙烯释放量及可溶性糖、淀粉和ABA含量进行了研究。结果表明:无花果果实发育分3个时期,第1个快速生长期(时期Ⅰ)、缓慢生长期(时期Ⅱ)和第2个快速生长期(时期Ⅲ),在缓慢生长期和第2个快速生长期之间为果实发育的转折期"始熟期"。始熟期后果实淀粉分解,大量积累葡萄糖和果糖,果实快速进入成熟期。无花果果实发育过程中ABA含量整体呈下降趋势,乙烯释放量随着果实发育逐渐增加,在始熟期和呼吸速率同步出现一个高峰。结果表明无花果果实是呼吸跃变型果实,乙烯诱导果实发生一系列生理生化变化,促使无花果果实成熟。     

新红星苹果发育过程中果实和种子乙烯生物合成的研究

本实验对新红星苹果果实和种子的乙烯产生，ＡＣＣ含量和ＡＣＣ氧化酶活性进行了测定。结果表明，果实成熟之前，种子一直产生低水平的乙烯，但高于同期果实果产生的乙烯。８月中旬，乙烯开始在子房室内积累，且浓度不断增加，近果心果肉（由于房壁的中外层和花托的髓部发育而成）的ＡＣＣ含量一直高于近果皮果肉（由花托的皮部发育而成）。果实乙烯大果产生前，各心皮的腹缝线处组织变得疏松，革质化的内果皮上产生许多袭缝。根据实     

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。     

乙烯催熟香蕉品质变化的动态数学模型

以“巴西”香蕉(Musananacv.Baxi)为材料,以香蕉果皮叶绿素和果肉淀粉含量为指标,采用二次回归通用旋转组合设计方案,研究了乙烯浓度、贮藏温度和时间对香蕉催熟效果及贮藏品质的影响。结果表明:乙烯浓度对香蕉果皮叶绿素降解影响显著(p<0.05)、对淀粉和可溶性固形物作用不明显;贮藏温度和时间对香蕉品质的影响极显著(p<0.01)。拟合回归的乙烯浓度、贮藏温度和时间与香蕉品质间关系的模型,置信水平大于95%。     

鸡催乳素受体胞外域的分子克隆及原核表达

根据家鸡催乳素受体基因胞外域序列（GenBank号：D13154）设计并合成1对覆盖编码区58～1249位核苷酸的引物，以家鸡垂体总RNA为模板，经反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）方法获得了特异性片断，将该片断克隆入pMD18-T载体并转化感受态细菌Ecoli DH5α永久保存．通过设计第2对引物扩增PRLR胞外域cDNA片段，该片段经酶切后克隆到表达载体pRSETA的EcoRⅠ和HindⅢ两酶切位点之间，构建重组质粒pR-PRLR．该质粒在转化感受态细菌E．coli B121（DF．3）后，在IPTG诱导下促使重组菌表达了相对分子质量为53640左右的重组融合蛋白，表达量在0．1mmol／L IPTG诱导5h时达到最高，约占总菌体蛋白的17．6％左右．表达产物可经体积分数为50％的Ni-NTA凝胶纯化，说明重组蛋白中具有正确的His-tag标签及之后的鸡催乳素受体编码区胞外域序列．     

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。     

中国美利奴成母羊促甲状腺激素受体基因的克隆与组织表达

[目的]探讨绵羊TSHR基因序列及组织表达特征,为进一步研究TSHR在绵羊季节性繁殖中作用的分子机理奠定基础.[方法]利用RT-PCR技术克隆绵羊TSHR基因,并对序列进行生物信息学分析;采用半定量RT-PCR技术检测TSHR在绵羊不同组织的表达情况.[结果]以中国美利奴羊卵巢组织cDNA为模板,获得了3 276 bp的TSHR cDNA序列,包括全部编码区序列(Coding Sequence,CDS)长2 295 bp,编码764个氨基酸.TSHR蛋白结构经预测发现存在多个磷酸化位点和蛋白激酶C磷酸化位点.半定量RT-PCR结果显示,绵羊TSHR基因在所检测组织中均有表达,其中在下丘脑、松果体和垂体中呈高丰度表达,在甲状腺、子宫等组织呈中等丰度表达.[结论]从绵羊卵巢组织中克隆到TSHR基因并进行了序列分析;TSHR基因在绵羊各组织中广谱表达,但在下丘脑、松果体、垂体、甲状腺中表达水平较高,提示TSHR在绵羊季节性繁殖等重要生理活动的神经内分泌调节过程中发挥重要作用.     

脂氧合酶在香蕉果实成熟过程中的作用

[目的]探讨脂氧合酶(LOX)在香蕉果实成熟过程中的作用.[方法]选取1 000 μ L·L-1丙烯处理采后不同时间(采后10 h和48 h)的香蕉果实,并分析果皮中MaLOX、MaACS和MaACO等基因表达,LOX活性变化,乙烯释放及其与果实成熟的关系.[结果]采后48 h的香蕉果实,经丙烯处理后果皮中LOX活性及...     

低氮胁迫下香蕉硝酸盐转运蛋白MaNRT2基因的克隆与表达分析

氮素是植物生长发育所必需的大量元素,也是限制植物产量的首要因素,硝酸盐转运蛋白NRT是植物吸收和利用氮素的重要蛋白。笔者以香蕉为实验材料,通过RNA-Seq测序,筛选得到一个显著差异表达的高亲和硝酸盐转运蛋白基因NRT2;通过PCR克隆获得1 509 bp的c DNA序列,生物信息学预测其编码502氨基酸,含有MFS结构域,属于NRT2基因家族,命名为MaNRT2;RNA-Seq和qRT-PCR的结果显示,MaNRT2基因的表达具有显著的组织特异性,在根中远高于叶片;低氮胁迫处理后,MaNRT2在叶片中表达量上升,在根中表达量反而下降,表明MaNRT2与香蕉氮元素的吸收转运密切相关。