论文部分内容阅读
Ca2+和乙烯在植物体中发挥着重要作用,它们共同调控着植物体内的多种生理生化过程,尤其是果实的成熟衰老。因此Ca2+与乙烯的关系成为采后生理学者关注的焦点。本文以番茄整果、外果皮圆片、番茄黄化苗为试材,采用果实圆片活体培养的方法,开展了以下几个方面的研究:Ca2+对绿熟期番茄果实乙烯生物合成和信号转导的影响;脱落酸和钙调素与Ca2+调控乙烯生物合成的关系;Ca2+与果实软化因子(多聚半乳糖全酸酶(PG)、脂氧合酶(LOX)、伸展蛋白(EXP))的关系;Ca2+对番茄“黄化苗”中乙烯生物合成关键酶基因(LEACS1A、LEACO1)和信号转导组分(NR、LEERF2)表达的影响,旨在揭示Ca2+对乙烯生物合成和信号转导过程的调控机理及Ca2+对果实软化的影响。 本文利用Ca2+处理野生型和乙烯受体突变体(Nr)番茄果实圆片,结果显示Ca2+对二者乙烯释放量、乙烯生物合成关键酶及乙烯生物合成代谢产物的影响相似,这表明Ca2+对乙烯的生物合成调控在绿熟期野生型和Nr突变体番茄果实中相同,即Ca2+对乙烯的生物合成的调控不依赖于乙烯受体。 在野生型番茄果实圆片中,Ca2+的细胞化学定位研究结果显示Ca2+处理果实圆片的细胞壁和细胞膜上的Ca2+含量明显的高于对照果实。同时,Ca2+处理抑制番茄果实圆片乙烯释放量,降低番茄果实圆片细胞膜的通透性提高ACC含量,但对于合成ACC的关键酶——ACS活性及其基因表达无明显影响,表明Ca2+可能通过降低细胞膜的透性,阻碍了ACC氧化酶(ACO)对ACC的利用。向果实圆片施加外源ACC的研究结果,进一步确认了Ca2+降低细胞膜的通透性,将ACC阻隔在胞内,阻碍了ACO对ACC的利用,抑制乙烯的生物合成。同时研究表明,Ca2+处理还能够抑制番茄果实圆片中ACC氧化酶基因的表达,从而抑制乙烯的产生。 为了探讨ABA在Ca2+调控乙烯生物合成中的作用,利用1 mmol.L-1 ABA、50 μmol.L-1Fluridone(ABA生物合成抑制剂)处理野生型、乙烯受体突变体(Nr)及乙烯生物合成缺陷型(反义ACS)番茄果实圆片,并测定了Ca2+处理对野生型、乙烯受体突变体(Nr)番茄果实圆片内源ABA含量的影响,结果表明,Ca2+通过抑制内源ABA的含量降低番茄果实乙烯生物合成,且ABA通过乙烯信号转导过程来调控乙烯的生物合成。 100μmol.L-1W5,100μ mol.L-1 W7和CaCl2一同处理野生型番茄果实圆片,结果表明钙调素抑制剂(W5、W7)能够抵消Ca2+对番茄果实圆片乙烯生成的抑制作用,降低ACC的含量,改变了Ca2+对LEACO1基因表达的抑制作用,而LEACS2基因表达在不同处理条件下无明显变化,这表明Ca2+可能是通过钙调素来抑制LEACO1基因的表达,调控乙烯的生物合成过程。 为了探讨Ca2+与多聚半乳糖全酸酶(PG)、脂氧合酶(LOX)、伸展蛋白(EXP)的关系,利用不同浓度CaCl2溶液处理野生型和Nr突变体番茄果实圆片,结果表明在野生型番茄果实圆片中,Ca2+能明显抑制PG、LOX活性和PG、LELOXB、LEEXP1基因的表达;但在Nr突变体中,Ca2+对LOX活性和LELOXB基因表达的抑制作用消失,而PG活性及PG、LEEXP1基因的表达仍对Ca2+处理不敏感。进一步利用乙烯处理番茄果实圆片,结果表明乙烯处理12h后LOX活性显著提高,活性上升81.26%,而PG酶活性仅上升23%。同时,LELOXB基因的表达量增加量也明显高于PG和LEEXP1。这表明,在绿熟期番茄果实中,LOX比PG和EXP对乙烯诱导望婴髻粤尝尝旨一<sup>一一一一更敏感。 CaZ’处理番茄“黄化苗”的实验结果表明,在。一3.smm。l.L一’的caZ’浓度范围内,乙EA‘万j月、乙酬‘口了、解、L石夕萨召基因的表达量随caZ‘浓度上升逐渐增加。当利用AoA、coz+和Ag‘性抑制乙烯的生理作用后,Caz+浓度变化还能引起L州‘万了月、乙别‘口2、NR、L石诬砰李基因的表达发生相似的变化。在AoA和Ag‘存在或不存在条件下,EGTA均抑制 LEAC岁zA、乙酬切了、朋、乙斑邢召的表达。