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南果梨（Pyrus ussuriensis Maxim.）是辽宁重要栽培品种之一。采收后的南果梨在常温下放置15 d左右即开始进入衰老期,出现果心和果肉褐变症状,失去食用价值。因此,通常采用冷藏的贮藏方式来延长南果梨的贮藏期和市场供应期。然而,多年生产和实践发现,冷藏虽能有效延缓南果梨果实的后熟衰老进程,但经过长期冷藏的南果梨在常温货架期果皮很容易发生褐变,严重影响了冷藏南果梨的商品品质。因此,研究冷藏南果梨果皮褐变机理,探索相应的调控技术具有重要的理论和实践意义。本实验室前期研究发现,能量代谢异常导致能量亏缺与果皮褐变密切相关。线粒体是植物能量代谢的重要细胞器,为此,本文在分析不同冷藏期南果梨在常温货架期果皮褐变的发生规律的基础上,进一步分析了线粒体结构和功能变化与褐变发生的关系,聚焦以线粒体为代谢场所的褐变相关的关键物质γ-氨基丁酸（GABA）,重点研究了转录因子对其合成关键基因的转录调控机制,并基于上述机理研究结果进一步探讨了相应的调控技术。结果如下:（1）冷藏60 d、120 d和180 d的南果梨在常温货架期间褐变发生情况明显不同,其中,冷藏60 d的果实在整个货架期未出现褐变症状,而冷藏120 d和180 d的梨发生了不同程度的果皮褐变,冷藏时间越长,越早出现果皮褐变症状,褐变程度越严重。经长期冷藏在常温货架期间发生褐变的梨果皮组织线粒体结构受损明显,线粒体肿胀严重,线粒体膜透性明显增大,相关性分析结果显示线粒体功能指标与褐变呈显著相关,可见线粒体结构与功能破坏与冷藏南果梨果皮褐变密切相关。冷藏过程中,果实中活性氧（ROS）含量随着冷藏时间的延长而升高,GABA和精胺（Spm）含量无明显变化,而腐胺（Put）和亚精胺（Spd）含量呈下降趋势。冷藏后常温货架期间,冷藏60 d的果实ROS含量比较平稳,而冷藏120 d和180 d的果实ROS含量快速升高,随着冷藏时间的越长,升高幅度增大;60 d冷藏期果实的GABA含量在货架期均呈逐渐上升趋势,但冷藏120 d和180 d的果实在货架后期GABA含量出现骤降现象;Arg和Spm含量均随着货架期的延长而逐渐升高,Put和Spd呈逐渐下降趋势,且冷藏时间越长,上述指标的变化幅度越大。相关分析结果表明,冷藏180 d的果实GABA含量与线粒体功能相关指标呈显著相关。出库时,长期冷藏果实GABA合成关键基因GAD的活性和相对表达量均高于短期贮藏果实,但是在货架后期其水平却显著低于短期贮藏果实,说明经过长期冷藏的果实在货架后期GABA的合成能力不足,并且GABA含量可能影响线粒体结构和功能。（2）用5 mmol/L的GABA处理验证GABA与冷藏南果梨果皮褐变的关系,结果发现,冷藏180 d前经GABA处理的果实在货架前期GABA含量相近,但在货架后期其含量显著高于对照;褐变发生时间明显延晚,褐变程度明显减轻;线粒体结构保持较好,线粒体肿胀明显减轻,线粒体蛋白含量显著高于对照;抗氧化酶POD、SOD、AOX和CAT的活性和基因表达量明显上调;ROS和MDA含量明显降低。由此证明GABA参与调控冷藏南果梨果实的果皮褐变过程。（3）基于转录组测序结果,克隆了南果梨GABA合成关键酶基因PuGAD启动子的序列。酵母单杂交发现PuMYB10和PuMYB91两个转录因子均能与PuGAD启动子结合;EMSA试验发现PuMYB10和PuMYB91转录因子分别能特异性结合PuGAD启动子上的CAACTG和TAACCA顺式作用元件;双荧光素酶试验和GUS活性分析试验发现PuMYB10和PuMYB91均能激活PuGAD的表达,其中,PuMYB10的转录激活活性更高。在南果梨果实和愈伤组织中过表达这两个转录因子PuGAD表达上调,沉默这两个转录因子PuGAD表达下调。RT-q PCR试验结果显示长期低温胁迫下PuMYB10和PuMYB91的表达量下降;在不同品种南果梨及花盖梨中,还观察到PuGAD基因的表达随着PuMYB10和PuMYB91基因表达的上调而逐渐上调。亚细胞定位结果显示PuMYB10和PuMYB91均定位于细胞核;系统进化树分析发现PuMYB10与榅桲的Co MYB10亲缘关系较近,南果梨的PuMYB91与扁桃的Pd MYB1亲缘关系较近。结构域及蛋白质结构分析发现PuMYB10和PuMYB91均属R2R3-MYB家族;蛋白磷酸化位点及蛋白跨膜结构预测结果推测PuMYB10和PuMYB91蛋白均属于非分泌型蛋白。以上结果证实PuMYB10和PuMYB91通过靶向结合PuGAD启动子正调控PuGAD的转录从而参与GABA抵御长期低温胁迫导致的南果梨果皮褐变。（4）经4%的CaCl2处理的南果梨在贮藏180 d后果皮褐变现象明显减轻。处理的果实果皮Ca2+和钙调蛋白含量明显增加,GABA含量、谷氨酸脱羧酶（GAD）活性及基因表达、GABA支路相关酶活性及基因表达和调控PuGAD转录的两个转录因子PuMYB10和PuMYB91基因表达水平上调,线粒体结构破坏较少。由此可见,Ca2+处理可以促进GABA的生物合成,从而缓解冷藏南果梨的果皮褐变。