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成熟果梨货架期相关内容
发布时间:2013-09-22        浏览次数:814        返回列表
 

  XTH在植物细胞分化、扩展和细胞特化等多方面起重要作用,甚至有学者认为它可能是植物生长机制中的核心酶。软化是决定果品贮运能力的重要因子,而果实细胞壁组成成分的代谢机制对软化具有重要意义。

  果胶、纤维素和半纤维素等细胞壁主要构成物质在果实软化过程中不仅发生水解和降解等生化反应,而且彼此之间的空间结构也会发生重排。XTH在果实软化早期能够促使木葡聚糖分子断裂,从而打破纤维素-木葡聚糖网络,*终导致果实组织细胞壁硬度的降低。

  另外,随着纤维素-木葡聚糖网络结构的部分断裂,细胞壁结构的整体性也随之降低,由此增加壁间空隙,加快细胞壁中其它水解酶的扩散速度,促进果实的软化进程。目前已经在苹果、葡萄、西洋梨、猕猴桃、香蕉、荔枝、龙眼等果实中克隆获得XTH基因,为研究这些果实的软化机理提供了理论基础。

  早熟砂梨(PyruspyrifoliaNakai)是中国长江流域广泛种植的重要特色果树,具有成熟期早,品质优良等优点,但由于其肉质较软,不仅难于长途运输,而且容易发生贮藏病害。

  材料与方法

  将2008年采摘的60个果实随机平均分为两组,不经任何处理或用110Ll/L1-MCP(0114%1-MCP粉剂由美国罗门哈斯公司提供)在密闭塑料箱中处理12h后贮藏于室温(2832e)条件下,模拟夏季货架期环境条件进行试验。采后贮藏20d期间,每4d取样1次,每处理随机选取5个果实,用水果刀去掉果皮和果心后将果肉切成小块,迅速放入-70e超低温冰箱中用于基因表达规律的研究。

  PpXTH1在砂梨夏季货架期过程中的表达分析在夏季货架期间,翠冠果肉中B-actin基因的表达水平保持不变,符合作为内参基因的条件;对照组PpXTH1的表达水平开始时上升,采后8d时其表达量*高,然后缓慢下降,但是变化的幅度很小,采后20d时PpXTH1的光密度比值仍为采后8d的8119%;贮藏前采用乙烯受体抑制剂1-MCP对果实进行处理,发现1-MCP处理组PpXTH1的表达水平一直低于对照组,即1-MCP能够抑制PpXTH1基因的表达,延缓其达到表达高峰的时间。

  讨论

  通过对番茄、苹果、猕猴桃、甜瓜等果实成熟软化过程中XTH活性的研究,发现木葡聚糖降解与XTH*高活性的时期吻合,由此可推断成熟果实中的XTH蛋白可能同时具备转糖基和水解的双重活性,并对果实软化过程中木葡聚糖的降解起重要作用。

  本研究从砂梨成熟果实中克隆获得的PpXTH基因在果实软化过程中大量表达,所编码的蛋白与苹果MdXTH11、猕猴桃AdXTH5等在成熟果实中表达的蛋白具有高度的同源性,因此推断PpXTH1也具备转糖基和水解的双重酶活性。

  高等植物的XTH通常为多基因家族所编码,如拟南芥至少有33条XTH基因,番茄中已经报道12条XTH基因,杨树中存在41条XTH基因,猕猴桃存在14条XTH基因,苹果含有11条XTH基因。

  西洋梨PcXTH1受乙烯调节,其表达丰度与呼吸跃变高峰同时出现;PcXTH2则不受乙烯调控,在果实软化过程中为组成型表达。本研究从砂梨果肉中克隆的PpXTH1基因,在夏季货架期条件下的表达趋势具有明显的峰值,使用1-MCP后,该基因的表达高峰延后。这表明,PpXTH1与MdXTH1、PcXTH1的表达都受乙烯调节,而与MdXTH2和PcXTH2的表达特点有所差异。

  由于果实的成熟软化是由多基因家族控制的复杂生理代谢活动,结合其他植物均具备多个XTH基因的现实,估计砂梨果实中还存在XTH基因家族的其他成员,为了全面揭示XTH基因与砂梨成熟软化的关系,我们正在试图采用cDNA文库的方法获得砂梨果实XTH基因家族的新成员。