叶绿素降解是植物衰老和果实成熟最直观的表征。果实滞绿突变体是研究果实叶绿素降解和衰老调控机理的珍贵资源,而果实色泽突变体则是研究果实色素代谢调控的理想材料。迄今为止,柑橘果实中报道的突变体大多是果肉色泽突变体,极少数为滞绿突变体。柑橘色泽突变体主要被用于研究色素的生物合成和代谢调控,很少应用于采后相关性状的研究。青瓯柑是瓯柑(Citrus reticulata cv.Suavissima)的自然突变体,是迄今发现的唯一一例具有重要经济价值的柑橘滞绿突变体,表现为成熟及贮藏期间果皮滞绿,较瓯柑具有更佳的贮藏性能。黄皮椪柑是椪柑的黄色突变体,表现出比椪柑更强的采后抗性和更低的腐烂率。本研究以瓯柑突变体‘青瓯柑’为材料,从代谢、蛋白及转录水平解析了青瓯柑的滞绿表型及采后耐贮性的形成和调控机理;另外,本研究解析了黄皮椪柑果实黄色性状的形成和采后抗性增强的机理;分析了不同采收成熟度的椪柑和黄皮椪柑贮藏期间代谢物变化的差异。主要研究结果如下:1.青瓯柑滞绿表型和采后性状形成的分子机理研究研究结果表明,青瓯柑果实能够正常起始成熟进程并积累可溶性糖和有机酸,呈现高酸低糖的特点。在转色、完熟及贮藏时期青瓯柑均呈现滞绿。青瓯柑贮藏过程中更高的出汁率和果实硬度表明其贮藏性能优于瓯柑。以上结果共同表明青瓯柑的滞绿属于功能型滞绿。色素分析结果表明青瓯柑有色层中叶绿素延缓降解,脱镁叶绿甲酯酸a等叶绿素代谢的中间产物高量积累,而紫黄质和β-隐黄质等环氧化类胡萝卜素下调积累。青瓯柑有色层中环氧化类胡萝卜素的下调积累可能导致下游ABA含量下调积累的原因。乙烯、ABA、乙烯结合ABA、Na2WO4和1-MCP五种处理对转色的效果表明青瓯柑能够响应外源乙烯信号,引发内源乙烯的升高。外源ABA处理不能促进青瓯柑着色,但是可以促进瓯柑转色,表明内源ABA的含量可能是造成两种果实转色差异的原因。外源ABA并不能增强乙烯促进转色的效果,表明ABA和乙烯可能通过不同的路径调控转色过程,并且JA和IAA等内源激素也可能参与这一过程。光合相关蛋白尤其是光系统II(PSII)蛋白在成熟期青瓯柑有色层中仍维持很高丰度,暗示这些蛋白在青瓯柑滞绿事件中起关键作用。数字基因表达谱分析发现,青瓯柑中Pa O(脱镁叶绿(甲酯-)酸a单加氧)、PPH(脱镁叶绿酸脱镁叶绿(甲酯-)酸水解酶)等叶绿素降解关键基因和叶绿素循环的关键基因NYC1在转色期显著下调表达,而CAO及转录因子ELIP和GLK1(调控叶绿体发育)在转色期和贮藏期均显著上调表达。这些基因的差异表达暗示青瓯柑有色层中存在异常的叶绿素a和b相互转化和叶绿体的重新合成。以上结果共同表明,内源激素水平、质体的合成及解体、光系统蛋白的降解与维持、叶绿素降解及调控等方面的差异共同造成了青瓯柑的滞绿表型。此外,细胞壁代谢相关基因的下调表达和ABA的积累下调,则可能是青瓯柑果实采后延缓衰老和提高耐贮性的原因。2.黄皮椪柑果实黄色性状的形成和采后抗性增强的分子机理研究HPLC分析结果表明,黄皮椪柑中β-隐黄质和紫黄质等环氧化类胡萝卜素下调积累。成熟过程中,黄皮椪柑中类胡萝卜素降解基因表达的上调幅度远远超出合成基因上调的幅度可能造成合成与降解的失衡而导致类胡萝卜素积累减少。此外,黄皮椪柑有色层中类胡萝卜素的酯化程度、质体小球蛋白(PGL35)的丰度和质体的密度显著降低,说明黄皮椪柑储存类胡萝卜素的库容降低。以上这些差异是造成黄皮椪柑和椪柑差异着色的原因。另一方面,相比椪柑,黄皮椪柑对青霉菌的抵御能力较强,贮藏过程中的腐烂率较低。分析次生代谢物发现,类黄酮是两个材料中最显著的差异物质。黄皮椪柑中类黄酮尤其是多甲氧基黄酮的含量,在成熟期、贮藏期及接种后较椪柑显著上升,可能是黄皮椪柑采后抗性增强的生化基础。此外,NECD5的显著上调表达可能是黄皮椪柑中ABA上调积累的原因,而ABA的含量和PAL1基因的表达呈正相关。因此,我们推测黄皮椪柑中类胡萝卜素代谢改变后增加了ABA的含量,可能进而促进类黄酮的生物合成,有助于增强抗性。常温贮藏的前20 d外观和内在品质的变化最为剧烈。经过50 d的常温贮藏,通过加快类胡萝卜素主要是环氧化类胡萝卜素的积累,成熟度低的果实着色能够赶上成熟度高的果实的着色进程。依据测定的代谢物,对样品进行主成分分析发现品种是区分各组样品最主要的因子。果肉中对主成分贡献最大的是玉米黄质、蔗糖、谷氨酰胺、苹果酸、川陈皮素;有色层中对主成分贡献最大的是9-顺式紫黄质、GABA、葡萄糖、川陈皮素。此外,乙烯利浸果和蔗糖注射处理贮藏20 d的果实,均能促进果肉中Vc和氨基酸的积累但是抑制脂肪酸和糖类的积累,同时促进有色层中有机酸的降解。