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香蕉是我国大宗热带水果，为典型的呼吸跃变型果实。一旦香蕉果实采后成熟启动，贮运货架期很短。随着香蕉果实成熟，由层出镰刀菌引起的香蕉采后轴腐病会逐渐加剧，同时层出镰刀菌还可以产生真菌毒素。这些毒素在香蕉中残留，会对人类健康造成潜在的威胁。高温高湿条件有利于镰刀菌的侵染并使冠腐病病情迅速发展。低温贮藏虽然能延缓香蕉果实衰老，防止真菌侵染;但香蕉在低温条件下极易发生冷害。本研究采用质谱技术，在发病香蕉果皮中检测出伏马毒素残留基础上，探索了香蕉果皮的后熟特性以及不同后熟阶段和不同外界环境因子对层出镰刀菌侵染及其伏马毒素生物合成的影响;同时针对冷害发生，重点从转录组和蛋白质组学角度研究了香蕉冷害发生的机制。主要研究结果如下: 1.利用转录组、蛋白组和代谢组技术全面研究了香蕉果皮的成熟变化。在香蕉果实后熟过程中，鉴定到5784个差异表达的基因、94个差异表达的蛋白和36种差异积累的初生代谢产物。结果表明，生长素信号和乙烯信号均参与香蕉果皮的后熟过程;香蕉对生物胁迫（包括真菌在内）的响应能力随着果皮的软化逐渐减弱;同时果皮细胞壁代谢、能量代谢和糖类代谢的显著变化也会影响到香蕉果实对真菌的抵抗，从而导致真菌病害在香蕉完熟后迅速发生。 2.分析了层出镰刀菌经丁基羟基茴香醚(BHA)处理和不同pH条件下胞外分泌蛋白的变化，进一步解析层出镰刀菌的侵染机制。通过蛋白质双向电泳技术，结合MALDI-TOF/TOF和LC-ESI-MS/MS质谱分析，在经BHA处理后，得到66个差异表达的胞外分泌蛋白质。结果表明，BHA能够通过抑制致病因子和细胞降解酶的表达来抑制层出镰刀菌的致病性，同时层出镰刀菌在BHA处理条件下的生长依赖于侵染力的下降。在不同pH培养条件(pH5和pH10)下，成功鉴定出39个差异表达的胞外分泌蛋白质。在pH5条件下，细胞壁降解酶和蛋白水解酶均大量表达;而在pH10条件下，更多氧化还原蛋白表达。这些结果表明，层出镰刀菌能够通过改变胞外分泌蛋白的表达来应对不同pH条件导致的逆境条件，并实现对宿主的成功侵染。 3.BHA处理和不同pH环境不仅能够影响层出镰刀菌对宿主的侵染，还能够抑制层出镰刀菌的生长和伏马毒素的产量。BHA能够导致细胞膜损伤和胞内成分的丢失，同时还能导致菌丝的变形;并通过抑制FUM1和FUM8基因的表达来抑制伏马毒素生物合成过程。在pH5和pH10培养条件下，pH10条件有利于层出镰刀菌伏马毒素的合成。利用蛋白质双向电泳技术，成功鉴定到89个在两个pH条件下差异表达的蛋白质。结果表明，pH10条件促进多聚酮骨架缩合和修饰相关的蛋白质的表达，进而促进伏马毒素的生物合成。对蔗糖和甘露糖作为碳源的研究表明，利用甘露糖作为碳源能够明显降低伏马毒素的产量。通过蛋白质双向电泳技术，鉴定到57个差异表达的蛋白质。结果表明，甘露糖可能通过抑制乙酰辅酶A的合成和NADPH的合成及再生以及多聚酮骨架的修饰来抑制伏马毒素的生物合成。 4.比较香蕉和大蕉果实对低温的不同反应，发现大蕉比香蕉更耐低温贮藏;同时分析了香蕉和大蕉果皮超微结构的差异以及香蕉和大蕉在常温和低温贮藏条件下转录组、蛋白组和代谢组的变化。在香蕉和大蕉低温贮藏过程中，鉴定到3358个差异表达的基因、176个差异表达蛋白（香蕉96个、大蕉79个）和41种差异积累的初生代谢产物。结果表明，大蕉具有较厚的维管束细胞壁，同时大蕉质膜结构的稳定性高于香蕉;因此，在低温条件下，大蕉能高效地通过钙离子信号以及油菜素内酯和乙烯等激素信号途径调控下游抗冷基因或者蛋白的表达，进而提高大蕉的能量合成、增加可溶性糖以及抗性物质的积累，最终提高大蕉的耐冷性。另外，本研究利用双向电泳技术鉴定到64个蛋白，经乙烯处理后在香蕉低温贮藏过程中差异表达。结果显示，乙烯处理能够通过促进ATP合成、活性氧清除、防御物质的合成、蛋白折叠和多胺的合成来提高香蕉的耐冷性。