ABA对苹果果实成熟和乙烯合成及信号转导的影响

发布时间：2020-10-26 06:20

　　 脱落酸(ABA)作为植物生长发育过程中的重要激素之一,被广泛认为在果实成熟过程中调节乙烯生物合成和信号传导,但是ABA与乙烯之间相互作用的分子机制还不明确。苹果作为我国水果市场上最重要的跃变型水果之一,ABA对其果实成熟影响的研究较少。为探究这一问题,本文以商业采收期前1个月的‘澳洲青苹’为研究材料,用1mL 500μL/L ABA进行果腔注射处理后置于室温贮藏。分析了果实室温贮藏过程中外源ABA处理后果实可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、果实硬度、色差、叶绿素含量、果胶甲酯酶(PME)活性、纤维素酶(Cx)活性、呼吸速率、内源ABA含量和乙烯释放速率的变化,利用qRT-PCR分析了乙烯合成及信号转导途径中相应基因的表达变化。同时重点关注了乙烯合成中转录因子MdHB1在该过程中的变化情况。主要研究结果如下:1、与对照组相比,外源ABA处理能降低果实的硬度,加速果实褪绿变黄。ABA处理使PME的酶活性提高至对照的84.4%,CX的酶活性高峰提前5天出现,促使果实提前软化;外源ABA处理能诱导内源ABA含量的增加,促使果实呼吸强度及乙烯释放率量增加、呼吸高峰及乙烯释放高峰提前5天出现,表明ABA能通过诱导苹果果实乙烯的释放而加速成熟软化进程。2、荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明,外源ABA处理使乙烯合成相关基因MdACO1、MdACO2、MdACS1、MdACS3的表达量分别上调了2.8倍、3.7倍、1.8倍和2.5倍;乙烯信号转导途径中的MdERS1、MdERS2、MdERF3、MdERF4、MdERF5、MdETR2、MdMPK1和MdMPK2的表达也均被ABA所诱导,于成熟末期表现出较高的表达量。而MdETR1在整个贮藏期间几乎不表达。这表明ABA可能通过诱导果实中乙烯合成和信号转导相关基因来调控乙烯的生成及乙烯主导的成熟过程。3、对MdHB1转录因子在果实贮藏期间的表达分析表明,MdHB1的表达特征与果实成熟进程尤为一致,ABA处理后其表达量提高了4.6倍,且MdHB1的表达早于ACOs基因的表达,证实着ABA在诱导乙烯合成过程中起到一定的作用。通过酵母单杂交和GUS活性染色试验表明MdHB1能与MdACO1的启动子相结合,并提高MdACO1启动子的活性。这表明ABA可能通过诱导MdHB1的表达来调节乙烯的合成。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S661.1
【部分图文】：

图 1-1 HD-Zip 亚家族结构示意图（Ariel et al. 2007）Fig.1-1 Schematic representation of the distinctive features exhibited by each HD-Zip subfamily（Ariel etal. 2007）在苹果中，筛选到了 22 个 HD-Zip I 家族成员，包含 α、β、γ、ε 和 φ 五大亚类，各成员的表达位置和表达量都存在很大的差异（亢键 2014），但多数成员具有响应乙烯、ABA、赤霉素等激素的元件（温小红等 2015a）。自 2012 年首次从苹果中克隆出MdHB1 后，该基因的情况就越来越清晰（于巧平 2012）。作为 HD-Zip I 亚家族 β 亚类的成员，MdHB1 的编码取含有 2 个内含子，具有 HD-ZipI 亚家族典型的保守的结构域（温小红 2015a），与其他物种中的 HB1 序列间有高度的相似性（Jiang et al. 2017）。MdHB1 的启动子区域含有丰富的顺式结构元件，用于响应 ABA、ETH、赤霉素等物质，GUS 活性验证表明 ABA 和乙烯利可以提高 ProMdHB1 的表达活性（王豪杰 2016;Wang et al. 2017）。而体外双荧光素酶检验发现 MdHB1 可与 ABA 信号受体 MdPYL9相结合（张玉洁 2018），这提供了 MdHB1 参与 ABA 相关调控的可能。MdHB1 对于苹果果实成熟具有积极的促进作用。VIGS-MdHB1 的果实中 MdACO1 的表达量降低，

第三章 结果与分析3.1 ABA 对苹果果实成熟的影响3.1.1 ABA 对苹果果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量及硬度的影在果实成熟过程中，果实中的糖及其衍生物的相关代谢决定了果实的甜味，这质也会被当成呼吸基质而消耗。由图 3-1-B 可以看出，两个处理组的可溶性固形量（SSC）在贮藏初期有所上升，随后逐渐下降。而 ABA 的处理对果实中 SSC较显著的影响。相反地，ABA 激素处理对果实中可滴定酸及硬度的影响比较显对于对照组而言，ABA 处理后果实的可滴定酸含量整体上呈下降趋势。在贮藏中，尤其是从处理后的第 10 天开始，可滴定酸含量下降速率明显增快（图 3-1-ABA 处理对果实硬度的影响更为直观。从图 3-1-C 可以看出，在贮藏前期，ABA组和 CK 对照组间的果实硬度没有表现出差异性，但总体上都呈现下降的趋势。理后第 15 天起，ABA 处理果实的硬度迅速下降，且在处理后第 45 天硬度较采摘降了 30 %，而此时对照组果实硬度仍维持在采摘硬度的 85 %左右。

第三章 结果与分析.2 ABA 对苹果果实色泽及叶绿素含量的影响随着果实成熟，果皮的颜色也随之逐渐由绿变黄。我们常常用色差 L*、a描述物体的颜色表现。其中，L*值表示亮或者暗，a*值表示红或者绿，而 b黄或者蓝。本实验所用材料是处于商业采收期（正常成熟前一个月）的绿色洲青苹’，用 ABA 激素处理后，可以发现果实外观发生了明显的变化。由图 3-2 可以看出，在贮藏后期，即处理后第 35 天至第 45 天，ABA 处理骤然变大，这表示与对照相比，ABA 处理组果实的绿色逐渐褪去。b*值的变显，虽然两组的数值都呈现出上升趋势，但从处理后第 5 天开始，ABA 处理*值就高于 CK 组，且在 35 天 ABA 处理组表现出较大的差异性。结果表明果实变黄的速度和程度均高于 CK 组果实。
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本文编号：2856623