低温贮藏被广泛应用于延长桃果实的货架期。然而,其影响果实采后成熟和衰老的分子机制尚不清楚。本研究对两个不同遗传背景的桃品种(‘天仙红’和‘锦绣’)进行在低温贮藏过程中转录组和代谢组学的综合研究,以期更深入地了解桃果实对长时间低温贮藏的生理和分子响应。涂膜保鲜不仅具有安全、营养和环保等特点,还可以减少贮藏果实水分的损失和延缓成熟衰老,提高果皮的抗菌性能,因而成为热门果实保鲜技术。为了探究桃胶作为可食性涂膜底料在延缓果实采后成熟软化方面的潜力,我们研究了桃胶涂膜对在低温贮藏桃果实贮藏性能和转录组方面的影响。另外,我们发现ID为Prupe.1G220700的基因在‘天仙红’和‘锦绣’两个品种的低温贮藏过程中都显著上调表达,而桃胶处理后,其表达量降低。Prupe.1G220700属于一个SWEET(Sugars Will Eventually be Exported Transporters)基因,与拟南芥At SWEET15基因拥有最高同源性(59.84%),我们将其命名为Pp SWEET15。推测这个基因可能在桃的低温贮藏过程中发挥着重要作用,因此对其所在基因家族进行了生物信息学和基因表达水平分析,并将该基因转入酵母和Micro-Tom番茄,对其功能进行了初步挖掘。具体结果如下:(1)桃果实低温贮藏过程中的转录和代谢水平动态变化在低温贮藏的早期阶段(S2/S1),在两个品种中检测到344个共有的差异基因。该阶段,初生代谢相关途径显著变化。与葡萄糖和果糖生成相关的途径,包括淀粉、多聚糖和蔗糖的分解,表达增强以满足果实贮藏过程中细胞对能量的需求。另一方面,糖酵解、丙酮酸和果糖代谢等与葡萄糖和果糖消耗相关的途径则下调表达。在低温贮藏后期(S3/S2),仅鉴定出41个共有的差异基因。初生代谢进入稳定阶段,蔗糖和山梨醇共同作为主要的能量来源。以苯丙烷和类黄酮等为代表的次生代谢物的合成增加,表明在这个阶段细胞对抗氧化物质的需求增强以对抗衰老和低温逆境。一些被报道参与应激防御的氨基酸和有机酸,包括脯氨酸,丝氨酸,GABA(γ-氨基丁酸)和琥珀酸等,也在这个阶段含量增加。低温贮藏的S2/S1和S3/S2阶段分别代表着质量维持期和质量恶化及应激防御期。能量供应和应激防御可能是未来桃采后研究的主要方向。(2)桃胶可作为一种新型可食性涂膜材料应用于桃果实保鲜与对照相比,所有试验浓度(1%、5%和10%,v/v)的桃胶处理都能抑制乙烯的释放和果实的软化,并在一定程度上抑制果实重量的损失。桃胶处理没有明显改变苹果酸、柠檬酸、奎宁酸、葡萄糖、果糖或蔗糖的含量,但显著抑制了山梨醇含量的下降。桃胶处理的桃果实中,大量与果实软化和细胞壁降解的相关基因,一些在低温贮藏过程中上调的衰老相关基因、几丁质酶基因和PR(病程相关蛋白)基因的表达受到抑制。来自4个被广泛报道参与植物生长发育的TF家族(C2H2、C3H、CO和Dof)的21个锌指蛋白上调表达,推测这些转录因子在桃的成熟和衰老过程中可能发挥负调控作用。在桃胶处理和对照果实的差异基因中,大量是与IAA(吲哚-3-乙酸)转运和生长素应答相关的,且IAA的含量在桃胶处理果实中明显低于对照组,表明IAA在桃果实成熟衰老过程中起着至关重要的作用。ABA作为与果实成熟衰老关系最密切的激素之一,其含量在桃胶处理果实中也明显低于对照果实,也表明桃胶处理可能抑制了桃果实的成熟衰老。(3)桃果实成熟衰老相关候选基因Pp SWEET15的表达特性和功能分析低温和桃胶涂膜处理转录组数据中,ID为Prupe.1G220700的基因在‘天仙红’和‘锦绣’低温贮藏过程中均显著上调表达,而桃胶处理使其表达量显著降低,暗示该基因可能参与桃果实成熟衰老进程。进一步分析发现,Prupe.1G220700属于一个SWEET基因,与拟南芥At SWEET15基因拥有最高同源性,故将其命名为Pp SWEET15。表达特性分析表明,Pp SWEET15在茎、衰老叶片和成熟果实中表达量较高,且受低温诱导,表明Pp SWEET15可能主要参与果实成熟衰老和逆境响应过程。在缺乏己糖和蔗糖转运能力的酵母突变体EBY.VW4000中转入Pp SWEET15后,酵母在蔗糖、葡萄糖、果糖、半乳糖和山梨醇的培养基上均不能正常生长,表明Pp SWEET15不具备以上几种糖的转运能力。将Pp SWTT15超表达到Micro-Tom番茄中,转基因T0代果实出现提早开花结果,果尖消失,无籽率高等表型,T0代果实的果糖和葡萄糖含量降低。其转基因表型及其在采后成熟衰老过程中的功能有待进一步鉴定。