文章目录

摘要

Abstract

第一章 文献综述

1.1 南果梨采后特性

    1.1.1 南果梨概况

    1.1.2 南果梨采后特性及贮藏中存在的问题

1.2 果实褐变的国内外研究进展

    1.2.1 果实褐变相关代谢途径

    1.2.2 果实褐变的调控技术

    1.2.3 南果梨褐变的研究进展

1.3 褪黑素在果蔬采后贮藏中的应用

    1.3.1 褪黑素简介

    1.3.2 褪黑素在果蔬采后贮藏中的应用

1.4 转录因子简介

    1.4.1 转录因子家族简介

    1.4.2 转录因子在逆境胁迫中的作用

    1.4.3 MYB转录因子研究进展

1.5 本研究的目的意义及主要研究内容

    1.5.1 目的意义

    1.5.2 主要研究内容

第二章 冷藏对南果梨膜脂代谢及果皮褐变的影响

2.1 材料与方法

    2.1.1 试验材料

    2.1.2 试验方法

2.2 结果与分析

    2.2.1 不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮褐变的发生情况

    2.2.2 褐变果实果皮细胞的透射电镜观察

    2.2.3 不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮组织细胞膜透性和MDA含量的变化

    2.2.4 不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮组织脂肪酸组分及含量的变化

    2.2.5 不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮组织膜脂组分及含量的变化

    2.2.6 不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮组织膜脂代谢关键酶活性和基因表达的变化

2.3 讨论

2.4 本章小结

第三章 调控冷藏南果梨膜脂代谢关键基因Pu PLDβ1 的关键转录因子PuMYB21/54 筛选及转录调控模式研究

3.1 材料与方法

    3.1.1 试验材料

    3.1.2 试验方法

3.2 结果与分析

    3.2.1 PuPLDβ1 启动子上顺式作用元件分析

    3.2.2 与PuPLDβ1 启动子互作的转录因子筛选

    3.2.3 凝胶阻滞试验验证PuMYB21和PuMYB54 结合PuPLDβ1 启动子

    3.2.4 GUS报告基因试验确定调控模式

    3.2.5 双荧光素酶试验分析PuMYB21和PuMYB54对PuPLDβ1 启动子转录活性的调控

    3.2.6 PuMYB21与PuMYB54 互作

    3.2.7 PuMYB21和PuMYB54 正调控南果梨果实和愈伤PuPLDβ1 的转录

    3.2.8 PuMYB21和PuMYB54 的亚细胞定位分析

    3.2.9 PuMYB21和PuMYB54 的结构域分析

    3.2.10 PuMYB21和PuMYB54 的系统进化树分析

3.3 讨论

3.4 本章小结

第四章 褪黑素处理对冷藏南果梨果皮褐变的缓解作用

4.1 材料与方法

    4.1.1 试验材料

    4.1.2 试验方法

4.2 结果与分析

    4.2.1 褪黑素处理对冷藏南果梨果皮褐变的影响

    4.2.2 褪黑素处理对冷藏南果梨细胞超微结构的影响

    4.2.3 褪黑素处理对冷藏南果梨细胞膜透性和丙二醛含量的影响

    4.2.4 褪黑素处理对冷藏南果梨果皮组织脂肪酸的影响

    4.2.5 褪黑素处理对冷藏南果梨膜脂组分的影响

    4.2.6 褪黑素处理对冷藏南果梨PLD活性和相关基因表达量的影响

    4.2.7 褪黑素处理对冷藏南果梨LOX活性和相关基因表达量的影响

    4.2.8 褪黑素处理对冷藏南果梨脂肪酶活性和相关基因表达量的影响

    4.2.9 褪黑素处理对冷藏南果梨抗氧化酶活性和相关基因表达量的影响

    4.2.10 褪黑素处理对冷藏南果梨PuMYB21和PuMYB54 表达水平的影响

4.3 讨论

4.4 本章小结

第五章 结论、创新点与展望

5.1 总结论

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的文章

文章摘要:南果梨为秋子梨（Pyrus ussuriensis Maxim.）系的优良梨果、辽宁省的特产水果之一,采收以后适度后熟的南果梨果肉细腻、酸甜适口、汁液丰富、香气浓郁,深受消费者青睐。南果梨通常在9月上中旬采收,采收期集中而且正值高温,在常温下放置半月左右果实即开始进入衰老期,果心出现褐变症状,严重时果肉也发生褐变,果肉过软,失去食用价值。因此,生产上普遍采用冷藏方式来延长南果梨的贮藏期和市场供应期。然而,实践中发现,冷藏虽能有效延缓南果梨的后熟衰老进程,使其贮藏期延长至六个月,但经过长期冷藏的南果梨转入常温货架以后,果皮很容易发生褐变,甚至在果实尚未后熟软化果皮即表现出褐变症状,严重影响了冷藏南果梨的商品品质和商品价值。因此,研究冷藏南果梨果皮褐变的发生机理,探索相应的调控技术具有重要的理论和实践意义。本研究首先分析了不同冷藏期南果梨常温货架期果皮褐变发生情况与膜脂代谢的关系,结合转录组测序结果,找到膜脂代谢关键基因,分析其启动子序列顺式作用元件,通过酵母单杂交和凝胶阻滞（EMSA）试验筛选结合关键基因的转录因子,利用GUS活性、双荧光素酶、酵母双杂交、双分子荧光互补试验及南果梨瞬时表达等分子生物学技术手段研究转录因子对关键基因的调控模式。并基于上述机理研究结果,探索了缓解冷藏南果梨果皮褐变的相应调控技术。为解决冷藏南果梨的品质劣变问题,推动南果梨产业发展提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:冷藏60 d（短期冷藏）和120 d（长期冷藏）的南果梨出库后在常温货架期间果实的表观、细胞结构、膜脂组分和膜脂代谢相关酶活性等变化有所不同。短期冷藏的果实整个货架期均未出现褐变现象,而长期冷藏的果实在货架第3d果皮出现轻微褐变症状,随着货架期的延长而逐渐加重;与短期冷藏果实相比,长期冷藏的果实细胞结构完整性明显受损,相对电导率和丙二醛（MDA）含量显著升高,膜脂含量显著降低,其中磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酸（PA）、磷脂酰乙醇胺（PE）、溶血磷脂酰胆碱（LPC）、单半乳糖甘油二酯（MGDG）和双半乳糖甘油二酯（DGDG）对长期低温胁迫响应显著;饱和脂肪酸相对含量升高,不饱和脂肪酸相对含量降低,脂肪酸不饱和度和指数显著下降;磷脂酶D（PLD）、脂肪酶和脂氧合酶（LOX）活性和相关基因表达量明显上调,其中PuPLDβ1表达量显著升高。表明长期低温胁迫诱导了南果梨果皮组织膜脂的降解,改变了膜脂组分与细胞膜结构的完整性,从而导致果皮组织发生酶促褐变,其中PuPLDβ1应答长期低温胁迫更为明显,是促进冷藏南果梨膜脂降解、诱导果皮褐变的关键基因。克隆南果梨PuPLDβ1启动子序列,发现其启动子序列上存在多个与非生物胁迫和激素应答相关元件,也存在多个转录因子结合位点,通过酵母单杂交筛选出两个能结合PuPLDβ1启动子的MYB转录因子,PuMYB21和PuMYB54;EMSA试验发现PuMYB21和PuMYB54能特异性结合PuPLDβ1启动子中的TAACTG位点;GUS和双荧光素酶试验发现PuMYB21和PuMYB54均能激活PuPLDβ1启动子下游报告基因转录,并且当二者共同存在时激活能力更强;在南果梨果实和愈伤中过表达PuMYB21和PuMYB54后PuPLDβ1转录水平提高,干扰PuMYB21和PuMYB54表达后PuPLDβ1转录水平降低;酵母双杂交、GST-pull down和双分子荧光互补等试验结果表明PuMYB21和PuMYB54存在互作;RT-qPCR结果显示长期低温胁迫诱导了PuMYB21和PuMYB54上调表达;氨基酸序列比对和系统发育树分析发现PuMYB21和PuMYB54均属于R2R3型MYB转录因子,并且PuMYB21与白梨PbrMYB21亲缘关系较近,PuMYB54与苹果MdMYB54亲缘关系较近;亚细胞定位结果显示二者均定位于细胞核。上述结果证实PuMYB21和PuMYB54通过靶向结合PuPLDβ1启动子上的TAACTG元件正调控PuPLDβ1的转录从而参与长期低温胁迫南果梨的膜脂降解。基于冷藏南果梨果皮褐变的转录调控机理,进一步探讨了褪黑素（MT）处理对冷藏南果梨果皮褐变的调控作用。结果表明,MT处理后冷藏120 d的南果梨果实褐变发生的时间延晚3 d出现,而且褐变率和褐变指数均显著低于对照果实。处理的果实果皮组织细胞结构完好,相对电导率和MDA含量明显降低,不饱和脂肪酸含量、脂肪酸不饱和度、脂质分子PC和PE相对含量显著提高,PLD、脂肪酶和LOX活性以及PuMYB21、PuMYB54和PuPLDβ1基因转录水平显著下调,抗氧化酶SOD、CAT和APX活性和相关基因PuSOD1、PuCAT和PuAPX6相对表达量显著提高。表明MT处理可能通过降低转录因子PuMYB21和PuMYB54相关基因的表达从而抑制PuPLDβ1的转录,同时激活抗氧化系统关键酶活性,一定程度抑制果皮组织中膜脂降解和脂质过氧化,有效缓解南果梨的果皮褐变。

文章来源：《上海农业学报》 网址: http://www.shnyxbzz.cn/qikandaodu/2021/1110/477.html