PSK多肽对低温贮藏丝瓜果实软化相关酶与基因表达的研究

论文总字数：10782字

摘 要

本试验研究了PSK多肽信号对丝瓜在低温贮藏（8℃）期间果实软化相关酶以及相关基因表达水平的影响，结果表明：与对照组相比，200mmol/L PSK多肽处理显著减少了丝瓜低温贮藏期间果肉褐变度的增加，在贮藏末期（15d）比对照组下降了56.6%，显著抑制了果肉硬度的下降，在末期比对照提高了43.3%；降低了细胞壁降解相关的PG酶和EGase酶的活性，在贮藏末期酶活性比对照分别提高了20.7%、40.9%，抑制了丝瓜果实细胞扩展蛋白LcEXP1基因表达量，延缓了丝瓜冷害造成的果实软化程度；增强了丝瓜抗逆转录因子LcMYB1基因表达水平，有效提高了丝瓜果实抗低温冷害能力。本研究为开发高效安全的果蔬抗冷害PSK多肽保鲜制剂奠定了理论依据与应用基础。

关键词：丝瓜，PSK多肽，果实软化，细胞壁代谢酶，基因表达

Effects of PSK Polypeptide on Softening-related Enzymes and Gene Expression of Luffa Fruit  at Low Temperature Storge

Abstract: This paper studied the effects of PSK polypeptide signal on fruit softening related enzymes and related gene expression of Luffa during low temperature storage (8 C). The results showed that compared with the control group, 200 mmol/L PSK polypeptide treatment significantly reduced the increase of pulp browning degree during low temperature storage of luffa, and decreased 56.6% at the end of storage (15 days) than the control group. It significantly inhibited the decline of pulp firmness, and increased by 43.3% at the end compared with the control. PSK polypeptide decreased the activities of PG and EGases related to cell wall degradation, and increased by 20.7% and 40.9% respectively at the end of storage, inhibiting the expression of LcEXP1 gene in Luffa fruit, delaying the softening degree of Luffa fruit caused by chilling injury, enhancing the expression level of LcMYB1 gene in Luffa fruit, and effectively improving the ability of Luffa fruit to resist chilling injury. This study laid a theoretical foundation and application foundation for the development of PSK polypeptide fresh-keeping agents with high efficiency and safety for fruits and vegetables.

Keywords: Luffa, PSK polypeptide, Fruit softening, Cell wall metabolic enzymes, Gene Expression

目 录

前言 5

1 材料与方法 5

1.1 试验材料 6

1.2 试验设计与处理 6

1.2.1 试验设计 6

1.2.2 保鲜剂处理方法 6

1.3 检测指标与方法 6

1.3.1 果实硬度测定 6

1.3.2 褐变度测定 6

1.3.3 多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）活性测定 6

1.3.4 内切葡聚酶（EGase）活性测定 7

1.3.5 RNA提取与cDNA合成 7

1.3.6 基因Real-time PCR扩增 7

1.4 数据处理 7

2 结果与分析 8

2.1 PSK多肽对丝瓜低温贮藏期间品质的影响 8

2.2 PSK多肽对丝瓜低温贮藏期间细胞壁降解酶活性的影响 8

2.3 PSK多肽对丝瓜采后低温贮藏期间果实软化相关基因LcEXP1表达的影响 9

2.4 PSK多肽对丝瓜采后冷害胁迫转录因子相关基因LcMYB1表达的影响 10

3 讨论 10

结 论 12

参考文献 13

致 谢 15

前言

丝瓜(Luffa cylindrical Roem)属葫芦科丝瓜属，是人们餐桌上常见的蔬菜之一。丝瓜营养丰富，富含钙磷铁、维生素、皂苷类物质、瓜氨酸等^[1]多种物质具有食药同源功效。丝瓜的药用价值很高，全身都可入药，研究发现，丝瓜皂苷类化合物具有抗应激作用和增强免疫作用，其中含有多酚、黄酮类抗氧化活性物质还具有清热解毒、降血脂的功效^[2]。家庭一般将丝瓜购买回来后放进冰箱上层低温区（2~10℃）保质，超市在销售期间通常将丝瓜置放于低温架（柜）中，都是生活中常见的保丝瓜存方法。然而丝瓜在采后低于10℃低温贮藏6d后会发生冷害症状，主要表现为局部出现暗条褐色凹陷斑，瓜条变软，果肉出现蜂窝空心状，手捏有空软感觉，重量减轻，果肉木质化等冷害现象，严重降低丝瓜采后商品性和营养价值。这些冷害现象在番茄、黄瓜、青椒、桃、枇杷等果蔬中也明显地观察到。丝瓜贮藏适温为12~14℃^[3]，目前关于丝瓜贮藏保鲜技术方面报道不多，因此需要继续探寻丝瓜贮藏保鲜的最佳条件。

Phytosulfokine（PSK，植物磺化肽）是广泛存在于植物体内的一种安全无毒的肽类激素信号分子^[4]，在植物的生长发育、生殖与分化、免疫以及对抗非生物胁迫等方面具有重要的调节作用^[5-7]，已经引起了广泛关注。前人研究发现外源PSK能促进低密度培养的胡萝卜非胚性细胞迅速增殖^[8]。陈德西等^[9]分析深水淹没对水稻的响应基因时，发现有编码PSK基因的表达，表明PSK参与了对逆境响应；用PSK处理遭受低温胁迫的拟南芥幼苗，发现未处理的对照植株相比，PSK处理植株生长势未受到影响^[10]；用PSK处理黄化的黄瓜子叶提高了叶绿素含量^[11]。目前关于PSK多肽在果蔬采后生物学领域和抗冷害胁迫方面鲜见，且PSK多肽信号分子对植物抗冷害调控机制仍然很不清楚，目前也尚未见PSK多肽对丝瓜采后保鲜效应及机理的研究报道。

本试验研究PSK多肽处理在低温（8℃）贮藏条件下对丝瓜褐化度、硬度、多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）、内切葡聚糖酶（EGase）等软化相关生理指标和相关基因LcEXP1、LcMYB1的表达调控分析，初步揭示PSK多肽对丝瓜低温贮藏抗冷害部分生理与分子机理，为开发果蔬抗冷害PSK多肽制剂奠定理论依据和应用基础。

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