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香蕉是跃变型的热带亚热带水果,当贮运温度超过35℃时,极易导致果皮叶绿素降解受阻,果肉糖化,从而使果实失去商品价值。ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)是乙烯生物合成途径的关键酶,ETR和CTR基因通过参与乙烯信号传导,而参与果实成熟软化。Expansin(扩张蛋白)和XET(木葡聚糖内糖基转移酶)通过参与细胞壁半纤维素多糖代谢而参与果实软化。高温贮藏的果实对乙烯的敏感性(亦即:丙烯对高温下贮藏香蕉的成熟衰老的影响)如何目前未见过相关报道,另外,高温对香蕉果实ACS1,ACO1,ETR,CTR,Expansin和XET的影响亦未见报道。为此,本文以香蕉果实为材料,研究高温和高温贮藏3 d和7 d的果实用丙烯处理对其生理特性以及果实ACS1,ACO1,ETR,CTR,Expansin和XET基因表达的影响,以期了解高温贮藏的香蕉果实的成熟软化特性和丙烯对高温贮藏的香蕉果实的影响。主要研究结果如下:
1.高温贮藏3 d和7 d的香蕉果实用丙烯处理,果实色泽正常转黄,果皮和果肉正常软化,说明3 d和7 d高温贮藏不影响果实对乙烯的感受,对丙稀感受敏感:而高温贮藏3 d和7 d后未用丙烯处理直接转置常温贮藏的香蕉,乙烯释放率偏低,果实硬度下降慢,果实成熟软化延迟,这可能是高温对香蕉造成伤害的结果;同时,高温也能促进果实乙烯的释放及硬度的下降,并且果肉的软化先于果皮。
2.高温对香蕉果实乙烯合成、乙烯感受及Expansin和XET基因的影响:高温促进果皮中Ma-ACSl,Ma-ACO1,Ma-ETR4,Ma-CTR2,Ma-CTR4和果肉中Ma-ACS1,Ma-ETR1,Ma-ETR4,Ma-CTR2,Ma-CTR4等基因的表达,对果皮中Ma-ETRJ1起负调控作用,但对果肉中Ma-ACO1基因的表达没有影响;同时,高温促进果皮Ma-Exp1,Ma-XET1,Ma-XET2和果肉中Ma-Exp1,Ma-Exp2,Ma-XET1,Ma-XET2的表达,而对果皮中Ma-Exp2开始是抑制作用,到第7天起促进作用。
3.丙烯对高温贮藏的香蕉果实ACS,ACO,ETR和CTR等基因表达的影响:丙烯促进高温贮藏3 d的果实果皮中.Ma-ACS1,Ma-ETR4和果肉中Ma-ACS1,Ma-ETR4基因的表达,抑制果皮中Ma-CTR2果肉中Ma-CTR2,Ma-CTR4基因的表达,而果皮中Ma-ACO1,Ma-ETR1,Ma-CTR4和果肉中Ma-ACO1,Ma-ETR1不受丙烯的调控;高温贮藏7 d的香蕉果实采用丙烯处理,果皮中Ma-ETR1和果肉中Ma-CTR4受丙烯负调控,果皮中Ma-ACS1,Ma-ACO1,Ma-CTR2,Ma-CTR4和果肉中Ma-ACS1,Ma-ACO1,Ma-ETR1,Ma-ETR4,Ma-CTR2均不受丙烯的调控,这可能是高温抑制了丙烯的调控作用,而果皮中Ma-ETR4受丙烯正调控。
4.丙烯对高温贮藏的香蕉果实Expansin和XET基因的影响:丙烯促进高温贮藏3 d后香蕉果实果皮和果肉中Ma-Exp1,Ma-Exp2和Ma-XET1基因的表达,而对Ma-XET2的表达没有影响;高温贮藏7 d的香蕉果实用丙烯处理,丙烯只促进果肉中Ma-XET1的表达,而对Ma-Exp1,Ma-Exp2和Ma-XET2均不起调控作用。
5.香蕉内源乙烯合成与ACS,ACO,ETR,CTR表达的关系:无论是在果皮还是果肉中Ma-ACS1都是随着乙烯合成量的增加而增强,在乙烯信号转导中与乙烯合成密切相关;经高温处理的香蕉,在果皮中Ma-ACO1随着乙烯释放率的增加表达增强,而在果肉中Ma-ACO1表达稳定,并不随乙烯的变化而变化,可能Ma-ACO1在果皮中与乙烯合成密切相关,而在果肉中与乙烯合成无关;果皮中Ma-ETR1随着乙烯释放率的增加,表达一直很弱,与乙烯合成呈负向表达模式,果肉中Ma-ETR1则是在乙烯信号转导中与乙烯的合成无关;Ma-ETR4无论是在果皮还是果肉中,表达与乙烯生成量成正向关系,说明Ma-ETR4在乙烯信号传导中与乙烯合成呈正向表达模式;在果皮中Ma-CTR2在有无乙烯的情况下均不表达,表明在乙烯信号转导中与乙烯合成无关,而在果肉中,随着乙烯释放率的增加均不表达,说明在果肉的乙烯信号转导中与乙烯合成呈负向表达模式;Ma-CTR4在果皮中,经高温贮藏表达比CK增强,但并不随乙烯释放率的增加而增加,说明在果皮的乙烯信号转导中与乙烯合成无关,而在果肉中,随乙烯的合成量的增加而表达变弱,表明在果肉的乙烯信号转导中与乙烯合成呈负调控作用。