茉莉酸甲酯处理对冷胁迫青椒中CBF信号通路的调控

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青椒(Capsicum anuum.L)属于双子叶茄科辣椒,别名为甜椒。青椒的发源地为中南美洲,属冷敏性植物。青椒具有很高的营养价值,有多种对人体有增益的营养素。普遍认为,低温贮藏技术成为一种行之有效的果蔬保鲜技术。低温可以对果蔬的呼吸代谢产生一定的抑制作用,有助于果蔬内营养物质的保存,为保质期的延长创造有利的条件。然而青椒在生产、运输、低温贮藏过程中,会导致青椒发生腐烂变质进而产生冷害症状,严重影响了青椒的商品品质和商品价值。茉莉酸甲酯是一种有效的调节物质,其能够对植物胁迫反应产生一定的影响,有助于植物的生长发育,在多种果蔬上面已经得到了广泛的应用,用来做保鲜和预防冷害发生,从而提高果蔬的抗冷性,从而减轻果蔬在低温下膜脂过氧化和冷害等症状,提高采后果实低温贮藏下的品质。CBF(C-repeat binding factor,CBF)可以界定为AP2/ERF类家族的一员,是一种典型的转录因子,还有一种叫法为DREB,该物质在植物响应低温胁反应中发挥不可或缺的作用。目前,最经典的低温反应通路是ICE1-CBF-COR通路。本研究首先通过对青椒生理生化指标测定与分析,研究低温胁迫下青椒冷害的发生与相关指标的变化规律,然后通过转录组测序,分析筛选发生冷害与未发生冷害的青椒果实的CBF/DREB差异表达基因和转录因子,采用Real-time PCR等分子生物学技术检测关键基因的转录调控机理表达水平。同时对低温贮藏的青椒采用茉莉酸甲酯处理,探究茉莉酸甲酯处理对冷害调节的影响及茉莉酸甲酯处理后对青椒CBF通路基因表达的变化影响,以探究减轻青椒冷害的调控技术,为研发青椒冷害的调控技术提供理论依据。本文主要结果如下:(1)采后青椒随着贮藏时间的延长,冷害指数增加,尤其是4℃,增加十分显著,相对电导率,腐烂率,脯氨酸含量,丙二醛含量等都有了不同程度的上升,其变化趋势没有较大的差别,这些生理指标的变化与许多关于冷害研究结果相同。这表明,青椒细胞受损害严重,遭受冷胁迫影响,都代表着膜系统的崩溃,冷害症状更加明显。贮藏过程中的叶绿素含量也一直处于下降趋势,说明冷害也导致叶绿素含量下降。通过观察发现4℃贮藏20d的青椒出现了明显的凹陷斑和褶皱,大片水渍状冷害斑,果皮线和果肉组织完全模糊,细胞收缩明显,组织破坏严重,10℃贮藏的青椒组表观为轻微失水变蔫,贮藏期间不存在显著的冷害症状。(2)当处于4℃贮藏环境下,100μmol/L茉莉酸甲酯处理可以降低冷害,抑制叶绿素发生分解,阻碍果实发生的褐变,有利于抗坏血酸的贮存,对青椒后熟作用产生一定的影响,保持青椒的最佳品质,增强了青椒的耐寒性。同时茉莉酸甲酯处理能够提高抗氧化物酶SOD,POD,APX,CAT的综合活性,有助于编码基因自身表达水平的提高。为采后青椒抗寒提供有效贮藏技术。(3)青椒果实经茉莉酸甲酯处理后于4℃低温贮藏25d,发现CaDREB2E和CaCOR413基因的表达量均高于4℃未处理组。4℃茉莉酸甲酯处理组中CaICE1基因表达出现峰值的时间较4℃未处理组延迟5d。实验结论显示,对青椒果实进行茉莉酸甲酯相关处理后,除CaDREB1F、CaDREB1B之外,其他类型的DREB/CBF冷应答通路基因相关活性有所提高,可将其表述为接受诱导贮藏中后期DREB/CBF冷应答通路相关基因进一步增强表达的早期信号,让青椒果实的抗冷性得到提高。
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