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叶绿素(Chlorophyll, Chl)是绿色植物叶绿体内参与光合作用的重要色素,叶绿素降解是衰老的一个重要现象,叶绿素降解是植物自然生长的结果,也可能受衰老诱导；植物衰老的一个显著标志是失绿。本文以衰老表现不同的两种黄瓜,‘华黄5号,(Cucumis sativusL.var.Huahuang 5)和西双版纳黄瓜(Cucumis sativus L.var.xishuangbannanesis Qi etYuan)为试材,初步研究了野生种和栽培种衰老过程中生理生化特性,并且克隆叶绿素降解途径中的两个关键酶基因cDNA片段——脱镁叶绿素脱镁叶绿酸a水解酶(PPH)和脱镁叶绿酸a加氧酶(PAO)。应用Real-time PCR技术检测其在植株衰老过程中叶和茎中的相对表达量,探讨了PPH和PAO基因的表达模式及与抗衰老的关系,主要研究结果如下：1.黄瓜叶片衰老过程中生理生化特性黄瓜叶片衰老过程中,西双版纳黄瓜和‘华黄5号’黄瓜叶片叶绿素含量总体表现为先上升后下降。在叶片伸出15天时叶绿素含量最高,叶片伸出35天后,‘华黄5号’叶片开始出现老化症状,在45天时仅为15天的42%。而西双版纳叶片一直保持较高叶绿素含量,‘华黄5号’叶内SOD活性开始快速下降,后有微弱的上升,在35天后下降,而西双版纳黄瓜在35天时活性最高,后微弱下降,野生种SOD活性开始出现下降的时间比栽培种晚20天,可能在35天西双版纳黄瓜叶片才开始衰老。‘华黄5号’的POD活性一直呈上升趋势,而西双版纳黄瓜的POD活性变化呈双峰曲线模式,除在5天时活性低于‘华黄5号’,其余天数远远高于‘华黄5号’。西双版纳黄瓜和‘华黄5号’叶片POD活性在45天最高,在生长后期,野生种在清除活性氧方面仍强于栽培种。西双版纳黄瓜叶片中可溶性蛋白含量高于‘华黄5号’,西双版纳黄瓜在35天时蛋白含量最高,‘华黄5号’在45天时含量最高,并且可溶性蛋白质变化规律不明显。2.黄瓜茎衰老过程中生理生化特性黄瓜茎衰老过程中,西双版纳黄瓜茎在45天叶绿素含量最高,和叶片不同,西双版纳茎中叶绿素含量变化趋势不明显,茎叶绿素含量最高出现在45天,表明野生种茎可能还未进入衰老期。‘华黄5号’茎叶绿素含量在25天最高,茎中叶绿素含量先上升后下降；野生种茎中叶绿素含量高于栽培种。在栽培种和野生种茎里SOD活性变化均呈现双峰式变化趋势,西双版纳黄瓜和‘华黄5号’在35天时茎中的SOD活性最高。西双版纳黄瓜茎的POD活性一直呈上升趋势,‘华黄5号’的POD变化有呈现双峰趋势。在45天时,西双版纳黄瓜和‘华黄5号’的POD活性达到最大,并且西双版纳黄瓜茎中的POD活性始终高于‘华黄5号’。在35天时西双版纳和‘华黄5号’黄瓜茎中可溶性蛋白的含量最高,整体变化趋势是先升高后下降,在45天时最低。表明此时茎已经走向衰老。3.脱镁叶绿素脱镁叶绿酸a水解酶(PPH)和脱镁叶绿酸a加氧酶酶(PAO)基因克隆克隆的PPH和PAO基因碱基序列片段长度分别为265 bp和230 bp, BLAST核酸同源性在线分析表明,PPH片段与拟南芥(AT5G13800)、花椰菜(OL386R)、葡萄(XM002271131.1)和烟草(AM851012.1)的该家族基因分别具有87%、88%、80%和78%的核苷酸序列同源性,PAO片段与拟南芥(NM-114357.5)、葡萄(FJ799360.1)、花椰菜(AB470926)、毛果杨(XM002331446.1)和蓖麻(XM002523689)的该家族基因分别具有90%、86%、85%、83%和82%的核苷酸序列同源性,证明该扩增产物是PPH和PAO酶基因片段。4.西双版纳和‘华黄5号’黄瓜叶衰老过程中PPH和PAO基因的相对表达量。PPH和PAO基因在西双版纳黄瓜叶中的相对表达量的变化趋势有所不同,PPH基因的相对表达量是先上升后下降,在35天时表达量最高。PAO基因在15、25天时表达较弱,在35天时表达最强。PPH和PAO基因在‘华黄5号’叶的相对表达量与在西双版纳黄瓜叶片里表达模式基本相同,PPH基因的相对表达量是先上升后下降,在35天时表达量最高,PAO基因在15、25天时表达较弱,和在西双版纳不同的是,PAO基因在45天表达最强。这两个基因在西双版纳和‘华黄5号’叶片中表达呈正相关。5.西双版纳和‘华黄5号’黄瓜茎衰老过程中PPH和PAO基因的相对表达量。与在叶片中的表达模式相似,PPH和PAO基因在西双版纳黄瓜茎中的相对表达量的变化趋势也有所不同,PPH基因在茎中的表达趋势和在叶片中的表达趋势相同,先上升后下降,在35天时最强。PAO基因的表达变化趋势是先上升、后下降、再上升,在45天表达最强。和在西双版纳黄瓜茎里的表达模式不同,PPH和PAO基因在‘华黄5号’茎的表达模式是上升、稍微下降、上升、稍微下降。并且和5日的参照值相比都有一个较高的表达量。PPH在35天表达最强,PAO基因在15天表达最强。相关性分析表明,这两个基因在‘华黄5号’茎中表达呈正相关,而在西双版纳茎中表达呈负相关。