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香水梨又称软儿梨,属秋子梨系统,相对其他的梨,香水梨是一种耐寒、丰产、生长在海拔比较高的阴湿山区的品种。因其风味和营养价值而受到消费者的青睐,尤其富含抗坏血酸、酚类、膳食纤维、类胡萝卜素和矿物质。随着种植面积和产量的逐年增加,其贮藏量也呈逐年上升趋势。然而果农仅凭经验,缺乏科学与标准化管理,导致香水梨贮藏不当,造成采后乙醇过量积累,异味产生、贮藏期短与烂损率较高,严重影响果实风味、品质、食用价值与商业价值。针对这一现状,本研究以宁夏海原县特色果实香水梨为对象,开展不同浓度1-MCP对采后香水梨在常温贮藏过程中乙醇代谢规律研究,并对果实的品质指标进行测定,运用转录组学和代谢组学相结合的手段,探究香水梨果实经1-MCP处理后在常温环境下贮藏的基因与代谢物的差异,确定1-MCP对香水梨果实保鲜调控能力具体分子机制的可行研究,进一步通过对比不同贮藏时间点香水梨果实乙醇代谢规律、基因数量与代谢产物的差异,解析其生理特性与生物学信息的关系,揭示1-MCP对香水梨果实进行熏蒸处理的调控机理,对香水梨果实的有效贮藏保鲜措施具有理论指导意义。主要研究结果如下:1,在常温(20± 1)℃贮藏条件下,通过不同浓度1-MCP(0、0.5、1.0、1.5 μL·L-1)对香水梨果实贮藏品质与乙醇代谢规律进行研究得出,1-MCP处理后的果实品质明显优于未经1-MCP处理组的果实。主要表现在:有效延缓了贮藏期间果实硬度的下降;显著抑制了可溶性固形物(SSC)、色差L*值、a*值与b*上升速率和可滴定酸(TA)、抗坏血酸(VC)的下降速率;降低了贮藏过程中果实的腐烂率、丙酮酸含量的上升速率;抑制了乙醛和乙醇的积累;降低了关键酶丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)活性。1.0 μL·L-1 1-MCP处理的效果显著高于其他处理组,抑制乙醇积累与延缓果实的成熟,保持果实品质。说明适宜浓度1-MCP处理能够保持果实品质与较好的外观和正常的口感风味,有效缓解、控制采后果实在贮藏过程中“酒精异味”的发生。2,在常温(20±1)℃贮藏期第0d、16 d与20 d,对1.0 μL·L-1 1-MCP处理组与CK组的差异表达基因进行对比,研究结果表明:(1)差异表达基因数量:对照组与1-MCP处理组之间在贮藏期0d、16 d与20 d共鉴定出21898个基因,其中上调基因7379个,下调基因是14519个;与处理组对比,对照组共鉴定出11491个基因,其中上调3497个基因,下调7994个基因;与贮藏期第0d相比,第16d共鉴定出9066个基因,其中上调3387个基因,下调5679个基因,第20 d共鉴定出11504个基因,其中上调3645个基因,下调7859个基因。(2)差异表达基因的富集分析:差异表达基因被分类到20种生物过程、13种细胞组分和9种分子功能中。在生物学过程主要参与乙醇合成、等其他代谢过程;在细胞组分主要参与线粒体膜、细胞组成成分、细胞结构、复合物等GO条目;在分子功能主要参与运输活动、转移酶活性,转移醛基或酮基、催化活性等GO条目。差异基因在次级代谢物的生物合成、代谢途径、类固醇生物合成、植物激素信号转导等的富集率比较高,次级代谢物的生物合成通过定位注释发现丙酮酸脱羧酶(PDC),其PDC1与PDC4均具有富集,而在果实贮藏过程中PDC通过催化丙酮酸生成乙醛,乙醛被ADH催化产生乙醇,从而达到对香水梨果实品质的影响;代谢途径通过KEGG定位注释发现代谢途径中,醇脱氢酶与PDC富集较高;因此,香水梨采后多种代谢路径的相互作用,共同调控果实的品质变化。(3)乙醇代谢相关基因的变化:乙醇代谢的反应过程是丙酮酸作为底物被丙酮酸脱羧酶(Pyruvate decarboxylase,PDC)催化生成乙醛,在乙醇脱氢酶(Alcohol deheydrogenase,ADH)催化下生成乙醇。香水梨果实在贮藏过程中丙酮酸代谢途径中上调与下调基因较为明显,丙酮酸激酶与醛脱氢酶基因的上调说明对于乙醛与乙醇生成起到促进作用;下调基因磷酸烯醇丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶(ATP)、丙酮酸激酶、乳酰谷胱甘肽裂解酶、D—乳酸脱水酶/蛋白质脱糖酶、苹果酸脱氢酶(脱羧)、苹果酸脱氢酶(草酰乙酸—脱羧)(NADP+)、苹果酸脱氢酶、酰基磷酸酶,推测下调基因形成的主要原因与后期香水梨果实中丙酮酸含量的减少有关。3,在常温(20± 1)℃贮藏期第0d、16d与20 d,对1.0 μL·L-11-MCP处理组与对照组的差异代谢物与差异基因进行对比,结果表明:(1)差异代谢物:经鉴定香水梨果实贮藏过程中正离子分析共有792个差异代谢物,与对照组相比,处理组有603个上调代谢物,189个下调代谢物;负离子分析共有541个差异代谢物,经1-MCP处理后,有365个上调代谢物,177个下调代谢物;包括50种羧酸及其衍生物、24种有机氧化物、20种苯和取代的衍生物、17种黄酮类化合物、12种甘油磷脂、10种脂肪酰基、6种类固醇和类固醇衍生物、7种嘌呤核苷类、6种吡啶类及其衍生物、5种丙醇酯类、4种酚类、3种吲哚和衍生物、3种类固醇和类固醇衍生物、37种(糖醇类、木质素内酯类化合物、酮酸和衍生物等)及其他物质;(2)差异代谢物:显著富集在三萜类生物和四环素合成,主要富集代谢通路有葡萄糖代谢、半乳糖代谢、不饱和脂肪酸的生物合成代谢、淀粉和蔗糖的代谢、脂肪酸的生物合成、亮氨酸与异亮氨酸的生物合成、抗坏血酸和醛酸代谢,而醚类脂质代谢仅有少部分代谢物参加。(3)乙醇代谢、差异基因与差异代谢物关联分析:经过对乙醇代谢规律、差异基因与差异代谢物的联合通路分析,丙酮酸代谢生成乙醇的通路呈现极强的相关性。