H2S和D-L--CD調(diào)節(jié)番茄果實(shí)成熟衰老的生理機(jī)制研究.pdf

1、番茄作為全球性重要的作物，產(chǎn)量高，營養(yǎng)價(jià)值豐富，深受人們的喜愛。番茄又是典型的呼吸躍變型果實(shí)，在果實(shí)成熟過程中會(huì)出現(xiàn)乙烯高峰，極易促進(jìn)果實(shí)的成熟，不耐貯藏，影響其采后營養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。果實(shí)成熟后，極易腐爛變質(zhì)，造成大量的損失，深入開展番茄果實(shí)成熟衰老機(jī)制的研究具有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)意義。乙烯參與調(diào)控植物生長發(fā)育的許多過程，在果實(shí)成熟衰老過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，尤其體現(xiàn)在呼吸躍變型果實(shí)中。近些年的研究表明，硫化氫(H2S)是繼NO和CO之后的

2、第三種內(nèi)源性氣體信號(hào)分子。在植物體中，H2S參與調(diào)控氣孔關(guān)閉、種子萌發(fā)、根系發(fā)育、光合作用、生物和非生物脅迫等生理過程。近來發(fā)現(xiàn)，H2S可以延緩多種水果的成熟衰老進(jìn)程，而H2S是否可以拮抗乙烯延緩番茄果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，還未見報(bào)道。本文中以綠熟期小番茄（Solanum lycopersicum）為試驗(yàn)材料，用NaHS和乙烯利水溶液分別作為H2S和乙烯的供體，探究了外源H2S和乙烯對(duì)采后番茄果實(shí)成熟衰老過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，

3、乙烯處理促進(jìn)番茄果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，而H2S處理能夠延緩番茄果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程;H2S和C2H4共同處理時(shí)，H2S可以抑制乙烯的作用，延長番茄果實(shí)的貯藏時(shí)間，延緩番茄果實(shí)的成熟衰老。硬度是衡量果實(shí)軟化的重要指標(biāo)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，H2S能夠延緩番茄果實(shí)硬度的下降，維持果實(shí)的質(zhì)地。在果實(shí)成熟后期，H2S處理降低果實(shí)軟化酶類的活性;與C2H4處理相比，H2S和C2H4共同處理可以抑制PG、纖維素酶、果膠裂解酶活性的升高。
　　乙烯與果實(shí)

4、成熟衰老過程密切相關(guān)，因而，本文從基因水平上探討了H2S和乙烯對(duì)番茄果實(shí)中乙烯合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及果實(shí)軟化相關(guān)基因表達(dá)的影響。研究結(jié)果表明，與C2H4處理結(jié)果比較，在番茄果實(shí)成熟中后期，H2S和C2H4共同處理能夠下調(diào)ACS2、ACS3、ACS4、ACO1、ACO3和ACO4基因的表達(dá);在果實(shí)成熟中期，H2S和C2H4共同處理誘導(dǎo)ETR3和ETR4基因的表達(dá)，在果實(shí)成熟后期還誘導(dǎo)CRF2和ERFD2基因的表達(dá)。說明外源H2S信號(hào)能夠參與調(diào)控

5、乙烯誘導(dǎo)的生理過程，如乙烯合成及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和果實(shí)軟化等，抑制內(nèi)源乙烯的合成，延緩果實(shí)軟化，進(jìn)而延緩采后番茄果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程。
　　外源H2S能夠延緩采后番茄果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，內(nèi)源H2S是否也具有同樣的功能，DCD和LCD是編碼植物體內(nèi)源H2S合成的兩個(gè)主要基因。本文探究了內(nèi)源H2S合成基因DCD和LCD的亞細(xì)胞定位及組織表達(dá)。結(jié)果表明，DCD是定位在胞質(zhì)中，LCD定位在細(xì)胞核里;DCD和LCD基因不僅具有品種特異性，還具有組織