NO对冷藏桃果实品质相关的线粒体及其DNA聚合酶表达的调控作用

来源 :石河子大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:gold704
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桃(Prunus persica L.)是一种典型的呼吸跃变型果实,主要表现在采后快速成熟和衰老。低温贮藏是广泛使用的果品贮藏方式,但连续低温容易引起桃果实贮藏冷害,出现组织褐变、果肉絮败等现象,且冷害果实中会产生过量ROS引起氧化损伤造成线粒体功能障碍等。一氧化氮(NO,Nitric oxide)是参与植物对生物和非生物胁迫反应的重要信号分子,对植物成熟衰老以及缓解贮藏冷害具有调控作用。因此,本试验以‘新泰红’桃果实为试验试材,分别浸泡于双蒸水(对照)、15μmol L-11 NO溶液、5μmol L-11 c-PTIO溶液(NO清除剂)中30 min,处理结束后于0°C中贮藏,从化学生物的角度研究了外源NO处理对冷藏桃果实线粒体氧化损伤以及损伤修复的调控作用,为缓解桃果实贮藏冷害、提高桃果实贮藏品质提供理论依据。主要结果如下:1、在低温贮藏期间,与CK和c-PTIO处理相比,外源NO处理能够显著延缓冷藏桃果实硬度、色差值的下降,以及可溶性固形物、相对电导率和失重率的上升。此外,外源NO处理还能够有效降低桃果实贮藏期间的呼吸速率,并延缓呼吸高峰的出现,在达到第二个呼吸高峰时,外源NO处理的桃果实呼吸速率分别为CK和c-PTIO处理的77%和52.7%,可以起到较好的保鲜作用,表明NO处理能够显著维持冷藏期间桃果实贮藏品质。2、外源NO处理能够有效地延缓冷藏桃果实线粒体ROS含量的上升,并且在第4周达到最大值,但NO处理的线粒体ROS含量仅为5μmol L-11 c-PTIO处理的70.7%,表明NO明显减轻胁迫下造成的氧化应激,此外NO处理能够显著抑制氧化损伤造成的线粒体肿胀、延缓线粒体膜电势、线粒体膜流动性以及线粒体呼吸链复合物(CⅠ-CⅣ)酶活性的下降,结果表明NO可以通过抑制ROS的积累,从而保持线粒体膜结构和功能的完整性。3、采用RT-PCR技术成功克隆了‘新泰红’桃果实PpPolⅠB基因,得到CDS区序列为3201 bp,编码1066个氨基酸。利用在线软件对PolⅠB蛋白进行生物信息学分析,预测该蛋白的分子式是C5222H8253N1495O1601S44,相对分子质量为11905.67,且为亲水性蛋白,不存在跨膜区域和信号肽区域;系统进化树分析表明,PolⅠB蛋白的氨基酸序列具有较高的保守性,与甜樱桃(Prunus avium)的PolⅠB同源性最高为97.94%。体外构建重组蛋白成功在Rosetta(DE3)中表达。4、在桃果实冷藏过程中,与CK相比,外源NO能够有效延缓mtDNA拷贝数含量的下降,维持mtDNA水平的稳定性,且NO处理能够有效的延缓桃果实内线粒体8-OHdG含量的上升和mtDNA聚合酶活性的下降。此外施用c-PTIO处理能够加速mtDNA拷贝数、mtDNA聚合酶活性的下降和线粒体8-OHdG含量的上升。在损伤修复途径中,NO处理能够显著延缓PpOGG1、PpAPE1、PpPolⅠB和PpLIG1基因表达水平的下降,从而修复受损的线粒体DNA维持线粒体功能的稳定性。
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