脫落酸和生長素調(diào)控香蕉及草莓果實成熟的作用機理.pdf

1、果實在成熟過程中受到多種激素調(diào)節(jié)，關(guān)于單一激素的調(diào)節(jié)已有很多報道，而多激素對果實成熟的互作研究較少，且機理仍不明確。因此本論文對香蕉（呼吸躍交型果實）及草莓（非呼吸躍變型果實）分別施加外源脫落酸(ABA)和生長素(IAA)，通過生理生化及分子生物學(xué)實驗技術(shù)來闡釋ABA和IAA對果實成熟的作用機制。研究結(jié)果表明:
　　1.以香蕉“巴西蕉”(Musa acuminateL.AAA group，cv.Brazilian)為實驗材料，施加

2、外源激素后對果皮進行DGE-seq分析。結(jié)果表明，ABA通過上調(diào)PaO、DXR、PSY、PME、PL基因的轉(zhuǎn)錄水平促進采后香蕉成熟，IAA通過下調(diào)PaO、DXR、PSY、PME、PL基因的轉(zhuǎn)錄水平抑制果實成熟。ABA+IAA處理通過平衡PaO、DXR、PSY基因的轉(zhuǎn)錄水平使果實顏色接近于對照組;ABA+IAA處理通過平衡PME和PL基因的轉(zhuǎn)錄水平使果實硬度與對照組相似。因此，在香蕉呆后成熟過程中，ABA+IAA處理可能通過拮抗機制來抵消

3、由ABA或IAA誘導(dǎo)的特定基因表達(dá)，從而抑制ABA或IAA單獨發(fā)揮作用。
　　2.以八倍體草莓“章姬”(Fragaria×ananassa Duch，cv.Akihime)為實驗材料，對草莓施加不同激素。結(jié)果表明，ABA通過上調(diào)PAL、 DFR、PME、PL基因的轉(zhuǎn)錄水平促進草莓成熟，IAA通過下調(diào)PAL、 DFR、PME、PL基因的轉(zhuǎn)錄水平抑制果實成熟。ABA+IAA可能通過平衡PAL和DFR基因表達(dá)，使草莓色澤變化保持平衡;A

4、BA+IAA可能通過平衡果膠降解酶基因PME、PL，控制果實硬度，使果實硬度與對照組一致。在草莓成熟過程中，ABA+IAA處理可能通過拮抗機制來抵消由ABA或IAA誘導(dǎo)的特定基因表達(dá)，從而抑制ABA或IAA單獨發(fā)揮作用。
　　3.以草莓“章姬”為實驗材料，克隆擴增得到兩個MADS-box基因，F(xiàn)aMADS1和FaMADS2。系統(tǒng)進化樹分析表明FaMADS1和FaMADS2分別屬于SEP1/2和SEP3亞族。FaMADS1和FaMA

5、DS2時空表達(dá)測定表明，兩個基因均只在花和果實中表達(dá)，且隨著果實成熟表達(dá)量降低。FaMADS1和FaMADS2的瞬時超表達(dá)和沉默實驗表明，F(xiàn)aMADS1通過調(diào)控花青素合成相關(guān)基因(PAL、C4H、4CL、DFR、UFGT)、果實軟化相關(guān)基因(PL、XTH)、香氣物質(zhì)相關(guān)基因(QR、AAT)的轉(zhuǎn)錄水平，進而改變果實成熟進程。FaMADS2通過調(diào)控下游軟化相關(guān)基因(β-Gal、 Xyl1)的轉(zhuǎn)錄水平，改變果實成熟過程中軟化程度。
　　

6、4.草莓果實中FaMADS1和FaMADS2的表達(dá)受ABA與IAA的響應(yīng)。啟動子序列分析表明，F(xiàn)aMADS1和FaMADS2啟動子中有ABA響應(yīng)相關(guān)的順式作用元件，通過酵母單雜交系統(tǒng)對ABA信號通路中的5個轉(zhuǎn)錄因子(ABI5-5、TRAB1、ABI5、ABI5-2、ABI5-3)進行篩選。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ABA通過ABI5-5、TRAB1和ABI5調(diào)節(jié)FaMADS1基因表達(dá)，通過TRAB1、ABI5調(diào)節(jié)FaMADS2基因表達(dá)，進而調(diào)控果實成熟