生長素及生長素-乙烯互作調控番茄果實成熟的效應與機理.pdf

1、番茄果實的成熟是一個復雜的高度協(xié)調的過程，并受多種植物激素調控。乙烯對番茄果實成熟進程的調控研究已有很多報道。然而生長素對果實成熟調控的分子機理則研究較少。此外，在番茄成熟過程中生長素與乙烯的互作網(wǎng)絡及其在成熟進程中發(fā)揮的作用目前仍不明確。因此本研究使用外源生長素與乙烯利處理采后綠熟期的櫻桃番茄果實，并通過RNA-Seq等手段來研究生長素對番茄果實成熟過程的早期及長期影響、對果實色素代謝的影響、對番茄代謝組的影響以及果實成熟過程中生長素

2、-乙烯互作網(wǎng)絡。研究結果表明:
　　1.外源生長素處理上調了番茄果實中生長素相關基因（15個AUX/IAA基因，4個GH3基因，1個SAUR基因）、GST基因以及脅迫相關轉錄因子的表達，并且提高大量抗逆性相關的基因的表達量，減輕高濃度生長素脅迫并維持細胞內生長素的動態(tài)平衡。隨后，外源生長素提升了系統(tǒng)1乙烯合成相關基因的轉錄豐度，并且維持了細胞核內基因組的高甲基化水平來抑制系統(tǒng)2乙烯合成相關的基因的表達。同時，類胡蘿卜素代謝、細胞壁

3、降解、能量代謝等通路上的相關基因的表達水平也被抑制，最終導致果實成熟進程的推遲。此外，許多乙烯合成及信號轉導途徑的基因的表達模式能被外源生長素干擾;相關關系網(wǎng)絡分析也顯示生長素相關基因與乙烯相關基因之間存在顯著的相關關系，這表明番茄果實成熟過程中生長素與乙烯之間存在明顯的交互作用。
　　2.外源生長素處理能夠強烈影響番茄果實色素、總酚及總黃酮的的積累與代謝進程，但對這些物質在最終成熟的果實中的含量的影響并不明顯。基因表達分析結果顯

4、示，在果實成熟的早期及中期，生長素能夠顯著影響色素代謝途徑以及其調控相關基因的表達量，隨著成熟進程的推進，生長素對這些基因的調控作用逐漸減弱甚至消失。對影響番茄果實色素積累的轉錄因子的表達譜分析顯示SlRIN、SlCNR、SlGLK2、SlARF與SlAP2a可能參與了生長素對番茄果實色素代謝的調控，而SlGR則很可能沒有參與該過程。
　　3.在成熟前施加外源生長素處理能夠顯著改變番茄果實氨基酸、糖類及有機酸的積累過程，并且這種改

5、變在成熟的最終階段并不能完全恢復。番茄果實中檸檬酸、蘇糖酸以及琥珀酸的含量受外源生長素處理提升，而甘氨酸與天冬氨酸的積累則被生長素抑制。
　　4.乙烯處理能夠通過改變生長素運輸載體編碼基因及生長素初級響應基因的表達模式來調節(jié)生長素的運輸及信號轉導過程。而生長素對乙烯代謝(ACS2，ACS4，ACS6，6個ACO基因)及信號途徑中基因（ETR，EBF與ERF基因）的表達調控大多出現(xiàn)在處理后第7天。MAPK基因與泛素化過程相關基因的表