硫化氫和乙烯調(diào)節(jié)果蔬成熟衰老的信號機制研究.pdf

1、果實和蔬菜品種繁多，并且栽種面積廣泛，是人們生活中的必需品。我國是果蔬生產(chǎn)和消耗大國，由于采后果蔬易發(fā)生后熟、衰老，直至腐爛變質(zhì)，每年采后果蔬損失率高達20％。研究果蔬的成熟衰老機制已是許多學者關注的課題。植物激素乙烯(C2H4)在果蔬的成熟過程中起重要作用，是果蔬成熟衰老的調(diào)控因子。硫化氫(H2S)是近年來被發(fā)現(xiàn)的具有延緩果蔬成熟衰老進程的氣體信號分子。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)H2S可以抑制活性氧(ROS)的產(chǎn)生和增強抗氧化能力延緩果蔬的成熟和衰老進

2、程。H2S是否參與了乙烯介導的果蔬成熟衰老進程，目前尚未見報道。本論文以西蘭花和獼猴桃果實為研究材料，硫氫化鈉(NaHS)和乙烯利分別作為H2S和C2H4的供體，研究H2S和C2H4對果蔬成熟衰老的影響。
　　西蘭花（Brassica oleracea L.）是一種營養(yǎng)豐富的重要蔬菜作物。已有證據(jù)表明，黑暗條件和乙烯都可以加速植物的衰老。本論文研究表明，在黑暗條件下，H2S能抑制葉綠素和核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)的降解;

3、使蛋白水解酶活性和超氧陰離子含量處于較低水平;過氧化氫酶(CAT)活性處于較高水平。RT-PCR的結果顯示，H2S下調(diào)葉綠素降解通路關鍵酶基因BoNYC、BoCLH1、BoPPH、BoRCCR及乙烯轉(zhuǎn)導通路相關基因BoA CS2、BoACS3、BoERS和BoETR1的表達;H2S上調(diào)內(nèi)源H2S合成基因BoSR和BoOASTL以及抗氧化酶基因BoCAT的表達;降低脂氧合酶BoLOX1、半胱氨酸蛋白酶BoCP3和天冬氨酸蛋白酶BoLSC8

4、07等基因表達水平。以上結果表明，H2S通過調(diào)控葉綠素代謝基因，乙烯合成基因和蛋白酶基因等的表達，延緩西蘭花采后衰老進程。
　　獼猴桃（Actinidia deliciosa）是典型的呼吸躍變型果實，在成熟的過程中有呼吸和乙烯量釋放高峰。并且，獼猴桃對乙烯較敏感，低濃度乙烯可以快速誘導果實的成熟和衰老。本文研究結果表明，乙烯預處理后用H2S處理，或是用乙烯和H2S共同處理，與C2H4處理組相比，H2S都可以抑制乙烯的作用延緩獼猴桃

5、果實的成熟衰老進程。H2S與C2H4處理時，H2S可以延緩可滴定酸(TA)、還原糖、可溶性蛋白質(zhì)、淀粉及抗氧化物質(zhì)抗壞血酸和類黃酮的降解;H2S顯著抑制由C2H4介導的超氧陰離子(·O2-)、H2O2等活性氧的積累，使果實中抗壞血酸過氧化物酶(APX)、過氧化氫酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性保持較高水平。與C2H4處理組相比，C2H4和H2S處理時H2S還可以保持較低的愈創(chuàng)木酚過氧化酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、脂氧

6、合酶(LOX)、蛋白水解酶、淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性。RT-PCR檢測結果顯示，H2S和C2H4處理時H2S可以降低果實中乙烯合成基因AdACS1、AdACO1、AdACO3和軟化相關基因AdEXP1、AdGAL的表達水平;上調(diào)水楊酸合成關鍵酶基因AdICS、AdEDS、AdPAD4和H2S合成通路關鍵基因AdSR、AdLCD的表達。以上結果表明，H2S可以可能通過抑制營養(yǎng)物質(zhì)及抗氧化物質(zhì)的降解，提高抗氧化能力和抗病能力，抑制乙烯