磷脂酶D感應(yīng)和接受低溫脅迫的功能及在黃瓜冷害中的作用.pdf

1、磷脂酶D(PLD)是植物中一類主要的磷脂水解酶。它的作用不僅在于通過水解細(xì)胞膜中的磷脂影響膜的結(jié)構(gòu)、功能和穩(wěn)定性，而且在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，脂質(zhì)代謝，膜運(yùn)輸以及生物膜形成等方面發(fā)揮著重要作用。近年來，有關(guān)PLD在跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用成為新的研究熱點(diǎn)。本研究的目的是為了探明PLD在黃瓜冷害發(fā)生與發(fā)展中的作用，調(diào)查熱處理減輕黃瓜貯藏冷害的原因是否與PLD活性變化、PLDmRNA的表達(dá)規(guī)律有關(guān)。 熱處理是一種簡單易行的物理處理方法，由于它具

2、有無毒無害、無環(huán)境污染、無化學(xué)藥物殘留等優(yōu)點(diǎn)，因此具有十分廣闊的應(yīng)用前景。前人研究證明熱處理可誘導(dǎo)合成小分子量的熱激蛋白，減輕和抑制冷敏型果蔬冷害的發(fā)生，提高產(chǎn)品的貯藏性能。本研究采用熱處理的目的是反向驗(yàn)證PLD在黃瓜冷害發(fā)生與發(fā)展中的作用。 黃瓜(CucumissativusL.)在低于10℃的溫度下貯藏容易產(chǎn)生冷害。本研究以冷敏型植物材料一黃瓜(津優(yōu)1號)為試材，采后將黃瓜分為兩組：一組(冷脅迫組)置于20℃、90％RH人工

3、氣候箱24h，另外一組(熱處理組)置于37℃、90％RH人工氣候箱中預(yù)熱24h，然后貯藏于2℃。為了研究PLD在黃瓜冷害發(fā)生和發(fā)展及熱處理減輕黃瓜冷害中的作用，分別在貯藏第0，3，6，9，12，15天對貯藏過程中各種生理生化指標(biāo)變化進(jìn)行分析測定；同時(shí)，在熱處理組黃瓜開始出現(xiàn)冷害癥狀時(shí)(本研究為貯藏第9天)將黃瓜橫切為上(靠近花萼端)、中、下(靠近莖端)三部分并對相關(guān)生理生化指標(biāo)進(jìn)行研究以分析PLD在轉(zhuǎn)導(dǎo)黃瓜冷害信號中的作用，探討冷脅迫條

4、件下黃瓜PLD變化引起冷害發(fā)生的作用機(jī)理。 本研究通過克隆及鑒定獲得了889個(gè)核甘酸對長黃瓜PLD的保守域片段。對獲得的片段進(jìn)行氨基酸序列及進(jìn)化樹分析，結(jié)果表明，黃瓜中的PLD應(yīng)該歸屬PLDα，在比對的12種植物中，黃瓜與蓖麻同源性最高。 本研究表明低溫脅迫條件下PLD和LOX的激活啟動(dòng)了黃瓜感應(yīng)的機(jī)制，黃瓜果實(shí)冷害的初始反應(yīng)可能是由于PLD和LOX的激活引起細(xì)胞膜的降解造成的。磷脂降解酶類的激活可能是冷害初始反應(yīng)的首要

5、步驟。黃瓜開始出現(xiàn)冷害癥狀時(shí)，上、中、下不同部位冷害指數(shù)、電導(dǎo)率、MDA含量、PLD活性、LOX活性、PA的含量以及PLDmRNA表達(dá)量之間都存在明顯的差異。說明2℃貯藏期間不可逆轉(zhuǎn)的冷害首先是從靠近花萼端的上部發(fā)生，然后經(jīng)過中部向靠近莖端的下部逐漸發(fā)展。而PA含量的梯度差異可能是造成黃瓜不同部位冷害從上部到下部逐漸發(fā)展的直接原因。 2℃貯藏期間黃瓜果實(shí)中呼吸速率和乙烯釋放量下降趨勢具有良好的一致性，對冷藏過程中黃瓜各種生理生化

6、指標(biāo)的相關(guān)性分析表明，PA的過量積累是冷害發(fā)生的直接原因。本研究表明PA在黃瓜冷害過程中無論是時(shí)間上還是空間發(fā)展上都具有轉(zhuǎn)導(dǎo)冷害信號的功能。另外，黃瓜低溫貯藏期間各種生理生化因子之間的關(guān)系是十分復(fù)雜的。 Ca2含量尤其是與膜結(jié)合Ca2+含量變化在熱處理減輕冷害過程中發(fā)揮著重要的作用。熱處理可以降低黃瓜低溫貯藏過程中的冷害指數(shù)、PLD及LOX的活性，抑制PLDmRNA的表達(dá)、PA含量增加、果實(shí)膜滲透率的升高，減少低溫貯藏期間丙二醛