H2S延缓采后草莓衰老及调控植物切花保鲜的信号机制

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengsuiyu
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硫化氢(Hydrogen Sulfide, H2S)在动物体中作为一种重要的信号分子,可以调节很多生理反应。近年来,越来越多的证据显示,H2S信号也参与了植物体中的多种生理作用,如种子萌发,根形态形成,抗逆反应等。然而,H2S信号是否介导了植物的衰老进程目前尚不明确。本论文以采后草莓果实为研究材料,考察了H2S对采后草莓果实的货架期及其体内抗氧化代谢的影响。研究结果表明,经H2S供体硫氢化钠(NaHS)水溶液释放出的H2S气体熏蒸处理草莓果实,可显著延长其货架期,并呈一定的浓度效应。与对照组相比,经不同浓度H2S供体NaHS(0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0和1.25mmol L-1)熏蒸处理,均能明显延缓草莓果实腐烂指数的上升,其中0.80mmol L-1H2S供体处理的延缓效应最为显著。进一步研究表明,H2S供体能延缓采后草莓果实硬度的下降和果实颜色的改变,同时还可以提高还原糖,可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量,有利于草莓果实抗衰老性能的提高。活性氧的迸发并导致机体内的氧化损伤,是植物衰老进程中的显著事件。本文对H2S信号调节采后草莓果实的抗氧化代谢机理进行了相关研究,结果表明,H2S信号可显著上调采后草莓果实中的过氧化氢酶(CAT),愈创木酚过氧化物酶(POD),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等活性氧清除酶系的活性,同时下调脂氧合酶(LOX)的活性,降低过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2)等活性氧的水平及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。上述数据表明,H2S分子可能作为一种抗氧化信号,参与了草莓果实成熟衰老进程,行使其延长草莓果实贮藏寿命的功能。本文对草莓果实灰霉病的主要致病菌进行了分离及鉴定,得到酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉三株菌种;H2S体外抑菌实验结果显示,H2S对酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉的生长均有显著的抑制效应,表明H2S具有抑制草莓灰霉病主要致病菌的功能,对延长采后草莓果实货架期有重要贡献。此外,本论文以多种植物的切花为研究材料,考察了H2S能否作为一种普遍的衰老调节因子,参与调控植物切花衰老进程。实验结果表明,H2S信号能明显延长月季、一年蓬、土麦冬、看石榴、粉紫重瓣木槿、红花继木切花和白杜卫茅、龙爪柳插枝的瓶插期,且呈一定的浓度效应。考查切花植物中膜脂过氧化产物MDA及内源H2S的消长规律时发现,二者在衰老进程中呈显著的负相关,新鲜切花中表现出高水平的MDA和低水平的内源H2S,外源H2S信号处理能显著提高内源H2S的水平、下调MDA的含量。本研究还发现,H2S信号能诱导一年蓬切花的花朵和龙爪柳插枝的叶片中SOD、CAT、POD及APX活性的上升,抑制H2O2和O2的过量产生。综上所述,H2S通过上调植物体中抗氧化酶的活性,降低活性氧引起的氧化损伤,可达到延缓切花植物衰老进程的目的。
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