番茄采后贮藏过程中抗灰霉病能力衰退规律及其机制研究

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果实釆后抗病能力是采后贮藏期最关心的问题,严重影响着果蔬釆后腐烂率。果实腐烂不仅制约果蔬产业经济效益,而且影响着消费者体验感、食用等一系列问题。目前人们对果蔬采后贮藏过程中的认识主要集中在果实成熟后对病原菌易感性增加,对于果实釆后抗病衰退机制认识尚浅。果蔬釆后抗病能力变化的深层机制以及调控方式仍存在很多难以解答的问题,阐明这些变化规律及机制对于降低釆后腐烂、创新果蔬釆后贮藏保鲜技术,提高果蔬贮藏期、商业经济效益具有重大影响。本研究以番茄果实(Solanum lycopersicum)作为试验材料,基于转录组学(RNA-seq)、多反应监测技术(SRM/MRM)方法分析番茄果实转色期前后差异基因表达情况以及8大类植物激素、植物激素同系物和代谢前体的代谢规律。利用采后病理学、分子生物学等试验手段从植物激素、转录因子、表观遗传方面对番茄果实抗病衰退规律机制进行了探讨。基于反向遗传学转化实验对基因进行功能验证,探究bHLH47对番茄果实抗病功能。主要研究结果如下:(1)转色期前后(绿熟期、红熟期)番茄的转录组学分析。构建绿熟期番茄(MGW)、红熟期番茄果实(RRW)转录组文库测序分析,在MGW、RRW样本组中鉴定到12245个差异表达基因。MGW与RRW中表达上调的基因有5763个,下调的有6482个。番茄果实成熟过程中差异表达基因主要响应在植物激素信号转导、植物与病原菌互作等信号通路中。(2)激素对番茄果实采后灰霉病能力影响。液相-质谱检测番茄成熟过程中绿熟期(MGH)、红熟期(RRH)番茄十五种植物激素。成熟过程中茉莉酸JA和茉莉酸异亮氨酸JA-ILe分别由绿熟期(MGH)的30.72 ng/g和2.76 ng/g减少至红熟期(RRH)的2.33 ng/g和0.069 ng/g。(3)番茄果实采后抗灰霉病衰退规律机制解析。从转录因子、表观遗传两方面对番茄釆后灰霉病衰退机制进行探究。构建p TRV2-bHLH47载体,沉默番茄果实bHLH47表达后,茉莉酸合成基因OPR3及AOS上调表达,bHLH47抑制茉莉酸合成基因表达;5-Azacytidine作为去甲基化试剂,可加快绿熟期(MG)番茄果实成熟,绿熟期番茄相对于空白组病斑大小及发病率显著上升;而红熟期果实与此正好相反,其病斑大小和发病率显著下降。(4)野生型AC(Ailsa Craig)番茄果实在病毒诱导的基因沉默(virus-induced genesilenceing,VIGS)技术体系的优化。本论文从果实接种农杆菌无菌注射器、竹签两种侵染方式、接种浓度及接种时间进行优化。在番茄果实开花约35天左右用无菌注射器侵染方式接种农杆菌,接种菌浓度OD6001.8,沉默效果较佳。
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