生長(zhǎng)素及生長(zhǎng)素-乙烯互作調(diào)控番茄果實(shí)成熟的效應(yīng)與機(jī)理.pdf

1、番茄果實(shí)的成熟是一個(gè)復(fù)雜的高度協(xié)調(diào)的過(guò)程，并受多種植物激素調(diào)控。乙烯對(duì)番茄果實(shí)成熟進(jìn)程的調(diào)控研究已有很多報(bào)道。然而生長(zhǎng)素對(duì)果實(shí)成熟調(diào)控的分子機(jī)理則研究較少。此外，在番茄成熟過(guò)程中生長(zhǎng)素與乙烯的互作網(wǎng)絡(luò)及其在成熟進(jìn)程中發(fā)揮的作用目前仍不明確。因此本研究使用外源生長(zhǎng)素與乙烯利處理采后綠熟期的櫻桃番茄果實(shí)，并通過(guò)RNA-Seq等手段來(lái)研究生長(zhǎng)素對(duì)番茄果實(shí)成熟過(guò)程的早期及長(zhǎng)期影響、對(duì)果實(shí)色素代謝的影響、對(duì)番茄代謝組的影響以及果實(shí)成熟過(guò)程中生長(zhǎng)素

2、-乙烯互作網(wǎng)絡(luò)。研究結(jié)果表明:
　　1.外源生長(zhǎng)素處理上調(diào)了番茄果實(shí)中生長(zhǎng)素相關(guān)基因（15個(gè)AUX/IAA基因，4個(gè)GH3基因，1個(gè)SAUR基因）、GST基因以及脅迫相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，并且提高大量抗逆性相關(guān)的基因的表達(dá)量，減輕高濃度生長(zhǎng)素脅迫并維持細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)素的動(dòng)態(tài)平衡。隨后，外源生長(zhǎng)素提升了系統(tǒng)1乙烯合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄豐度，并且維持了細(xì)胞核內(nèi)基因組的高甲基化水平來(lái)抑制系統(tǒng)2乙烯合成相關(guān)的基因的表達(dá)。同時(shí)，類胡蘿卜素代謝、細(xì)胞壁

3、降解、能量代謝等通路上的相關(guān)基因的表達(dá)水平也被抑制，最終導(dǎo)致果實(shí)成熟進(jìn)程的推遲。此外，許多乙烯合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的基因的表達(dá)模式能被外源生長(zhǎng)素干擾;相關(guān)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)分析也顯示生長(zhǎng)素相關(guān)基因與乙烯相關(guān)基因之間存在顯著的相關(guān)關(guān)系，這表明番茄果實(shí)成熟過(guò)程中生長(zhǎng)素與乙烯之間存在明顯的交互作用。
　　2.外源生長(zhǎng)素處理能夠強(qiáng)烈影響番茄果實(shí)色素、總酚及總黃酮的的積累與代謝進(jìn)程，但對(duì)這些物質(zhì)在最終成熟的果實(shí)中的含量的影響并不明顯?；虮磉_(dá)分析結(jié)果顯

4、示，在果實(shí)成熟的早期及中期，生長(zhǎng)素能夠顯著影響色素代謝途徑以及其調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量，隨著成熟進(jìn)程的推進(jìn)，生長(zhǎng)素對(duì)這些基因的調(diào)控作用逐漸減弱甚至消失。對(duì)影響番茄果實(shí)色素積累的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)譜分析顯示SlRIN、SlCNR、SlGLK2、SlARF與SlAP2a可能參與了生長(zhǎng)素對(duì)番茄果實(shí)色素代謝的調(diào)控，而SlGR則很可能沒(méi)有參與該過(guò)程。
　　3.在成熟前施加外源生長(zhǎng)素處理能夠顯著改變番茄果實(shí)氨基酸、糖類及有機(jī)酸的積累過(guò)程，并且這種改

5、變?cè)诔墒斓淖罱K階段并不能完全恢復(fù)。番茄果實(shí)中檸檬酸、蘇糖酸以及琥珀酸的含量受外源生長(zhǎng)素處理提升，而甘氨酸與天冬氨酸的積累則被生長(zhǎng)素抑制。
　　4.乙烯處理能夠通過(guò)改變生長(zhǎng)素運(yùn)輸載體編碼基因及生長(zhǎng)素初級(jí)響應(yīng)基因的表達(dá)模式來(lái)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素的運(yùn)輸及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。而生長(zhǎng)素對(duì)乙烯代謝(ACS2，ACS4，ACS6，6個(gè)ACO基因)及信號(hào)途徑中基因（ETR，EBF與ERF基因）的表達(dá)調(diào)控大多出現(xiàn)在處理后第7天。MAPK基因與泛素化過(guò)程相關(guān)基因的表