硫化氫拮抗乙烯延緩香蕉果實(shí)成熟衰老的機(jī)制研究.pdf

1、我國(guó)是水果生產(chǎn)和消耗大國(guó)，由于采后貯運(yùn)技術(shù)手段尚未完全成熟，果實(shí)在采后發(fā)生后熟、衰老、腐爛變質(zhì)，每年采后果蔬損失率高達(dá)20％以上，深入開(kāi)展果實(shí)成熟衰老機(jī)制的研究具有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)意義。乙烯是調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育和成熟衰老至關(guān)重要的一類激素，其生理功能貫穿于植物生長(zhǎng)周期的全過(guò)程，尤其體現(xiàn)在呼吸躍變型果實(shí)中。越來(lái)越多的研究表明，硫化氫(H2S)作為一種多功能的植物氣體信號(hào)分子，參與調(diào)控氣孔運(yùn)動(dòng)、光合作用、種子萌發(fā)、葉和根器官的發(fā)育、抗逆脅迫等

2、諸多生理過(guò)程。最近研究發(fā)現(xiàn)，H2S可以延緩多種果蔬的成熟衰老進(jìn)程，而H2S是否可以拮抗乙烯信號(hào)延緩呼吸躍變型果實(shí)香蕉的成熟衰老進(jìn)程，尚未見(jiàn)報(bào)道。本論文以未成熟青香蕉果實(shí)為實(shí)驗(yàn)材料，用硫氫化鈉(NaHS)和乙烯利水溶液分別作為H2S和乙烯的供體，研究了外源H2S和乙烯對(duì)采后青香蕉成熟衰老的影響。研究結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，乙烯處理可以加快青香蕉成熟衰老的進(jìn)程，用H2S單獨(dú)處理可以延緩香蕉果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程;用H2S和乙烯共同處理，與乙烯處

3、理組相比，H2S可以抑制乙烯的作用，延緩香蕉果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，從而延長(zhǎng)其采后貯藏期。H2S單獨(dú)處理或H2S與乙烯共同處理時(shí)，H2S可以維持香蕉表皮的色澤，延緩果實(shí)的褐變、軟化和黃化進(jìn)程，抑制葉綠素的分解和類胡蘿卜素含量的積累，延緩淀粉含量的降解和抑制還原糖含量的升高，提高果肉的可溶性蛋白質(zhì)含量，降低果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的消耗，延緩果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，維持果實(shí)的商品價(jià)值。
　　抗氧化代謝與果實(shí)成熟衰老進(jìn)程密切相關(guān)，因而，本文從抗氧化相關(guān)代

4、謝途徑探討了H2S和乙烯信號(hào)對(duì)采后青香蕉果實(shí)在貯藏過(guò)程中的調(diào)控作用。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，乙烯處理加快了香蕉果實(shí)中抗氧化物質(zhì)的分解;與乙烯處理組相比，H2S單獨(dú)處理或用H2S與乙烯共同處理可以提高香蕉果實(shí)中抗氧化物質(zhì)（總酚和類黃酮）的含量，降低超氧根陰離子(·O2-)的產(chǎn)生速率，抑制過(guò)氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)含量的增加，提高抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)、過(guò)氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)等

5、抗氧化酶和抗病相關(guān)酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性，增強(qiáng)自由基清除能力，同時(shí)抑制香蕉果實(shí)中多酚氧化酶(PPO)、脂氧合酶(LOX)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)等酶活性的升高，這說(shuō)明H2S可能通過(guò)增強(qiáng)香蕉果實(shí)的抗氧化能力來(lái)延緩果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程，延長(zhǎng)青香蕉的采后貯藏期。
　　本文還從基因水平上探討了H2S和乙烯信號(hào)對(duì)香蕉抗氧化與抗病代謝、乙烯合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和果實(shí)軟化相關(guān)基因表達(dá)的影響。結(jié)果表明，與乙烯處理組相比，H2S與乙烯共同處理可

6、以提高抗氧化基因MaAPX和抗病基因MaPAL的表達(dá)水平;抑制乙烯合成通路基因MaACS1、MaA CS、MaACO1和MaACO2的表達(dá)水平;提高乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因MaETR、MaERS1、MaERS2和MaERS3的表達(dá)水平;抑制香蕉中果實(shí)軟化基因MaPL的表達(dá);并在一定程度上影響乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因MaEIL1、MaEIL2、MaEIL3和MaEIL4的表達(dá)。說(shuō)明外源H2S信號(hào)可能參與調(diào)控乙烯誘導(dǎo)的香蕉抗氧化與抗病代謝、乙烯合成、乙烯信

7、號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和果實(shí)軟化等生理調(diào)控，提高果實(shí)抗氧化能力，抑制乙烯合成，延緩果實(shí)軟化，從而延緩采后青香蕉果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程。
　　綜上所述，外源H2S氣體信號(hào)分子可以在一定程度上抑制乙烯對(duì)果實(shí)成熟衰老的調(diào)控作用，維持香蕉果實(shí)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，通過(guò)調(diào)控香蕉果實(shí)體內(nèi)抗氧化代謝水平，降低活性氧的積累，減緩細(xì)胞組織膜脂過(guò)氧化損傷，外源H2S還可以參與調(diào)控乙烯合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，從分子水平參與調(diào)控果實(shí)的抗氧化代謝和軟化進(jìn)程，進(jìn)而延長(zhǎng)青香蕉的采后貯藏