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乙烯在牡丹切花采后开花及衰老过程中起着重要的作用,但其作用机理还没有明确,造成保鲜技术的开发缺少关键的理论基础而制约了牡丹切花商品化和产业化的发展。因此,针对乙烯在牡丹切花开放衰老中的影响模式及调节机理的研究,具有重要的理论价值和实践意义。本研究以类似乙烯跃变型品种’洛阳红’(Paeonia suffruticosa’Luo Yang Hong’)为试材,通过外源乙烯及乙烯作用抑制剂1-MCP处理,研究了乙烯对牡丹切花开放和衰老进程及乙烯生物合成和信号转导相关基因转录水平上表达的影响,探讨了上述基因对牡丹切花花朵开放衰老的调节机制。主要结果如下:10 ppm外源乙烯处理6 h加快了牡丹切花的开放进程,并促使切花在盛开后出现了严重落瓣;1.0 ppm 1-MCP处理6 h则延缓了切花的开放。切花的乙烯生成量受乙烯处理的促进和1-MCP处理的抑制,与花朵的开放进程紧密联系。花瓣中ACS活性变化与内源乙烯的生成相关,说明ACS是影响牡丹切花开放衰老进程的主要因素。利用RT-PCR技术,首次从牡丹切花花瓣中分离到乙烯生物合成及信号转导相关基因ACS,ACO,ETRI和EIN3的同源片段,分别命名为PsACS(GenBank No.DQ337250)、PsACO(GenBank No.DQ337251)、PsETR1和PsEIN3。通过RACE-PCR得到PsACS和PsACO的cDNA全长,其中PsACS基因全长1766 bp,包含有一个1479 bp的开放读码框,5′非翻译区长146 bp,3′非翻译区长141 bp;PsACO基因全长1211 bp,包含有一个939 bp的开放读码框和一个poly(A)尾巴,5′非翻译区长65 bp,3′非翻译区长117 bp。对编码的氨基酸序列进行分析发现,PsACS与苹果、番茄、天竺葵、矮牵牛、山茶等植物的ACS氨基酸序列相似性在41-73%左右;PsACO与烟草、矮牵牛、山茶、苹果、桃等植物的ACO氨基酸序列相似性都在80%以上。PsETR1长797 bp,与矮牵牛Ph-ETR1-3核苷酸序列相似性达85%;PsEIN3长542 bp,与桃PpEIL2核苷酸序列相似性达83%。通过RACE获得PsETR1的3’末端,序列拼接后发现编码一个587个氨基酸的开放阅读框,且该片段的N端含有完整ETR1包含的3个疏水跨膜结构中的2个,和5个所有组氨酸激酶亚域(H、N、G1、F和G2)。利用特异性探针进行Northern杂交的结果表明,PsACS表达与牡丹切花开放衰老进程及花瓣的脱落相关,随着花朵的开放,在4级时开始表达并在盛开期显著增强;外源乙烯明显促进了PsACS基因mRNA的积累;1-MCP则抑制了该基因的表达。PsACO的表达不随花朵的开放发生变化,且不受乙烯和1-MCP处理的影响。由于PsACS的表达与ACS活性及乙烯生成量并非完全一致,因此认为,PsACS不仅在转录水平上对牡丹切花的乙烯反应进行了调控而且也参与了转录后的调控,而PsACO主要是在转录后水平上进行调控。PsETR1、PsEIN3在对照花瓣中均呈组成型表达,但都对外源乙烯和1-MCP处理产生响应,PsETR1、PsEIN3或其编码的蛋白影响了牡丹切花对乙烯的敏感性,并参与了牡丹切花对乙烯的反应。