BTH(苯并噻二唑,Benzothiadiazole)作为一种诱抗剂,可以诱导植物获得系统抗性,从而提高植物的抗病性。有研究发现BTH处理也可以延缓果实的成熟,但其延缓果实成熟衰老的相关机理研究报道较少。本试验以采后清水(对照)和杀菌剂(SP)两种处理为参照,研究BTH处理对香蕉果实后熟的影响及机理。采用的方法是基于转录组测序(RNA-seq)技术,通过比较三种处理及处理后不同时间点的香蕉果实转录水平基因表达的差异,筛选BTH处理延缓果实后熟的关键基因;重点分析香蕉后熟进程关键代谢途径中的差异基因表达趋势,以期揭示BTH延缓香蕉果实成熟的分子机理。差异基因表达研究主要包括以下代谢途径:与香蕉果实后熟软化有关的细胞壁代谢;与香蕉果实退绿转色相关的光合系统的稳定性维持;与香蕉果实衰老有关的活性氧代谢;与采后抗病性相关、次生代谢物质合成有关的苯丙烷代谢途径及激素信号途径,还有可能在其中起调控作用的WRKY、NAC、MYB转录因子。主要的研究结果如下:1.BTH处理明显延缓了香蕉果实的后熟进程,延缓了香蕉果实的转黄和软化进程,较好保持了果实的硬度,其有效延缓和抑制香蕉果实后熟过程中炭疽病的发生,提高了果实的耐贮性。2.BTH极大的诱导了香蕉果实中基因表达变化,从而诱导果实的抗性和延缓果实衰老,而杀菌剂处理对果实中基因表达影响极小,仅起到杀菌作用。测序结果共获得36425个Unigene,其中8206个是新基因。相对于采后0天果实,对照果实在果实后熟进程中共有10430个差异表达基因,说明有大量基因参与果实后熟进程。BTH处理与对照相比,共有4179个差异表达基因,其中2488个基因发生上调,1799个基因发生下调,在1、3、4天均发生变化的有139个差异显著的基因,其中137个基因显著上调,2个基因显著下调;杀菌剂处理和对照处理相比,共有70个差异表达基因,其中33个基因上调,37个基因下调,在不同处理天数有显著差异的基因,但是没有在所有天数都有显著差异的基因;BTH与杀菌剂处理相比,共有1533个差异表达基因,其中1029个基因上调,504个基因下调,在1、3、4天均发生变化的有86个显著差异基因,其中81个基因显著上调,5个基因显著下调。3.香蕉中TSS、TTS可变剪切所占比例比较高,分别约占所有可变剪切事件的33%、36%。而且BTH处理后这两类剪切的比例比另外两种处理均高1%左右。4.BTH处理后,香蕉果皮中与叶绿素合成相关的基因的表达量显著高于对照,与细胞壁降解相关的基因的表达明显受到抑制,与细胞壁降解相关的酶表现显著下调,香蕉果皮活性氧清除系统增强,包括POD、PPO、GRX(谷氧还蛋白)等相关基因的表达上调,苯丙烷途径中基因的表达增强,PR家族蛋白相关基因的表达被诱导,并且显著诱导了抗病基因类似序列(Resistance Gene Analog,RGA)的上调。推测BTH处理可以通过保持香蕉果实贮藏期间光系统、活性氧清除系统的稳定性,延缓细胞壁降解,增加次生代谢物质、抗病物质的积累,增强果实的抗逆性,延缓果实后熟进程,减少由于病害和衰老的相互促进作用引起的腐烂,从而延长了货架期。BTH处理还影响了激素信号途径中的PYL、ERF、SAUR、JMT等基因的表达,从而影响了果实正常的后熟进程,并提高了果实的抗性。5.通过GO分析可知,香蕉果皮在正常后熟过程中,差异基因在处理后第1d主要富集在光合系统、核苷酸代谢系统相关的GO term上;催熟后(第3d与第4d相比),差异基因显著集中在光合系统、呼吸系统、能量代谢系统、氧化还原等GO term上。而用BTH处理后,差异基因主要富集在系统获得抗性及其调节过程、系统的防御、免疫反应、脂肪酸、脂质生物合成与代谢、光系统I反应中心、类囊体、类囊体膜等GO term中;BTH处理与杀菌剂处理相比,差异基因除了富集在与系统获得性抗性、防御、免疫等功能相关的GO term上,还有富集在嘌呤核苷结合分子功能、氧化还原酶活性等GO term上。杀菌剂处理与对照处理的差异基因没有显著富集的GO term。6.通过KEGG分析可知,在香蕉果皮正常后熟过程中,差异基因在第1d主要富集在光合作用、乙醛酸和二羧酸代谢、糖酵解/糖异生、碳循环、碳固定、次级代谢产物的生物合成等通路上。差异基因在第3d主要富集在苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、笨丙氨酸代谢、次生代谢产物的生物合成等通路中。催熟后,即处理后第4d,差异基因显著富集在光合作用的天线蛋白、光合作用、氧化磷酸化、碳代谢、碳固定等通路上。BTH处理后,差异基因富集显著的通路有:泛醌等萜醌的合成、植物-病原菌相互作用、植物激素信号传导、苯丙素类的生物合成、苯丙氨酸的代谢途径、过氧化物酶体、脂肪酸的生物合成与延长、光合天线蛋白、光合作用等通路。BTH处理与杀菌剂处理相比,差异基因富集显著的通路有:泛醌等萜醌的合成、苯丙素类的生物合成、苯丙氨酸的代谢途径、植物病原菌相互作用、过氧化物酶体、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸的降解、谷胱甘肽的代谢等通路。杀菌剂处理与对照相比,因为本来差异基因数目就少,所富集的通路数目也少,且差异不显著。7.BTH处理显著提高了MYB家族和WRKY家族相关基因的表达,尤其是MYB4/6/8/86/108和WRKY40/41/60/63/67/70/71,而NAC家族基因部分上调,部分下调。MYB家族与次生代谢密切相关,而WRKY家族转录因子多于植物抗病性相关。表明BTH主要通过增强香蕉果皮的生物与非生物胁迫抗性,减少果实后熟衰老进程中病害的发生,延缓了果实的后熟进程。