【摘 要】
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化学保鲜剂二氧化硫（sulfur dioxide,SO2）常应用于鲜食葡萄的采后保鲜中,其可以防止葡萄果实腐烂,延长贮藏时间。然而,过量的SO2处理会破坏果实风味,引起浆果脱落,造成重大的经济损失。为了寻找抑制SO2处理引起采后葡萄果实脱落的方法,本研究选择1.5%壳聚糖（chitosan）、1.5%丁香酚（eugenol）和丁香酚-壳聚糖纳米颗粒（eugenol-loaded chitosan
【基金项目】
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国家自然科学基金（32072517）； 河南省高校科技创新人才（21HASTIT035）； 河南省重点研发与推广专项（202102110043）；
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化学保鲜剂二氧化硫（sulfur dioxide,SO2）常应用于鲜食葡萄的采后保鲜中,其可以防止葡萄果实腐烂,延长贮藏时间。然而,过量的SO2处理会破坏果实风味,引起浆果脱落,造成重大的经济损失。为了寻找抑制SO2处理引起采后葡萄果实脱落的方法,本研究选择1.5%壳聚糖（chitosan）、1.5%丁香酚（eugenol）和丁香酚-壳聚糖纳米颗粒（eugenol-loaded chitosan nanoparticles）处理‘巨峰’葡萄,通过研究三种不同处理对葡萄采后品质的影响,筛选出抑制SO2引起的采后浆果脱落和维持果实品质最好的处理,并利用转录组测序进一步探究其抑制采后浆果脱落的分子机制。主要结果如下:1.1.5%壳聚糖、1.5%丁香酚和丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理均有效抑制了SO2引起的浆果脱落。其中,丁香酚-壳聚糖纳米颗粒抑制浆果脱落的效果最佳。2.1.5%壳聚糖、1.5%丁香酚和丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理均能降低采后浆果的脱落率和失重率,维持果实维生素C（vitamin C,VC）含量;抑制多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）和纤维素酶（cellulase,Cx）活性的增高,并提高抗氧化酶活性。3.对CK,SO2和SO2+丁香酚-壳聚糖纳米颗粒（SN）处理的葡萄果实样本进行转录组分析,并根据|log2FC|≥1和padjust＜0.05的原则,筛选出1949个差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）。对DEGs进行加权基因共表达网络分析（weighted correlation network analysis,WGCNA）,筛选出与丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理高度正相关的brown模块和负相关的purple模块。在brown模块中,与细胞壁代谢有关的GO terms被显著富集,包括纤维素分解代谢过程、纤维素酶活性和细胞壁结构成分等。从这两个关键模块中挑选出与细胞壁代谢相关的DEGs进行实时荧光定量（quantitative real-time PCR,q RT-PCR）验证,结果发现与CK和SO2相比,丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理促进了与细胞壁代谢相关基因的表达。4.根据|log2FC|≥0.585和padjust＜0.05的标准,在SO2和SN处理后2 d、4d、6 d分别检测到978、141、946个DEGs,其中包括57、4、50个转录因子（transcription factors,TFs）。TCseq（time course sequencing）聚类分析将DEGs分为6个Cluster,丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理诱导Cluster 1-6中多种类型TFs差异表达,包括乙烯应答因子（ethylene response factor,ERF）、NAC（NAM、ATAF1/2和CUC2）、碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix,b HLH）、碱性亮氨酸拉链（basic-leucine zipper,b ZIP）、WRKY、Dof（DNA-binding one zinc finger）、HB-other、同源异型-亮氨酸拉链（homeodomain-leucine zipper,HD-ZIP）、MYB（v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog）和MYB＿related等类型。通过转录因子结合位点预测进一步筛选出在浆果脱落过程中发挥关键调控作用的22个TFs和相应靶基因。综上,丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理抑制浆果脱落和维持果实品质的效果最佳;丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理诱导的DEGs参与了细胞壁代谢相关通路,且诱导与细胞壁代谢相关基因表达上调;筛选出丁香酚-壳聚糖纳米颗粒处理抑制SO2引起葡萄脱落的关键转录因子,并构建其与对应靶基因之间的调控网络图,为揭示抑制葡萄脱落的转录调控机制奠定理论基础。
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