采后物理處理延長柑橘果實貯藏期的分子機理研究.pdf

1、柑橘果實從采收到消費通常要經歷一個漫長的過程，主要包括采后處理、貯藏、運輸和銷售等環(huán)節(jié)。在此過程中，由于生理失調、病原性病害以及機械損傷等因素引起的腐爛或變質往往造成巨大的經濟損失。為了提高果實對貯運環(huán)境的抵抗能力、延長果實貯藏期限，同時兼顧對食品安全和生產環(huán)境的安全考慮，采后物理處理越來越引起人們的廣泛關注。物理處理是柑橘采后品質保持的重要技術措施，目前柑橘采后物理處理的方法主要包括套袋、熱處理、發(fā)汗處理、通風庫貯藏、地窖貯藏和冷庫貯

2、藏等。雖然這些處理可以有效的延緩果實衰老，增加果實抗逆性，但是人們對物理處理改善柑橘果實采后貯藏性能的機理了解甚少。隨著分子生物學和生物技術的快速發(fā)展，高通量的分析技術有可能為我們認識柑橘果實采后物理處理作用效果的調控機制提供重要的理論基礎。為此，我們以椪柑(C.reticulata cv.EganNo.1)、HB柚(Citrus grandis×C.paradis)和溫州蜜柑(Citrus unshiu Marc.GuoqingNo.

3、1)為實驗材料分別進行了低溫貯藏、熱處理和發(fā)汗等物理處理后，開展蛋白質組學、轉錄組學及代謝組學分析。主要結果如下：
　　 1、利用基于雙向電泳和基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜的比較蛋白質組學分析了椪柑在低溫貯藏條件下不同貯藏時期的蛋白質表達變化。結果顯示，共74個蛋白點在不同貯藏時期差異積累，其中56個蛋白點與綠色植物蛋白庫中蛋白質相匹配。根據(jù)已有的分類信息將鑒定的蛋白質主要分為碳水化合物代謝、氨基酸代謝和響應環(huán)境逆境等。另外

4、，我們對蛋白質的亞細胞定位進行了歸類，并且對差異蛋白質在貯藏過程中的變化趨勢進行了分類，發(fā)現(xiàn)果糖激酶、檸檬酸合成酶、順烏頭酸酶和蘋果酸脫氫酶等蛋白質在調控果實貯藏過程中品質變化具有非常重要的作用。
　　 2、HB柚在不同貯藏溫度中品質變化明顯，我們分別利用數(shù)字表達譜和雙向電泳對HB柚在不同貯藏溫度下差異表達的基因和蛋白質進行了檢測。結果顯示，低溫貯藏上調了果實中相應逆境基因的表達量，限制了果實內部信號轉導、初生代謝和次生代謝速率

5、、轉運蛋白質活性。CBL-CIPK復合體可能參與了低溫信號由果實外部向內部的傳遞；另外，檸檬苦素、諾米林素、甲醇和乙醛等物質在果實內部的積累，以及熱激蛋白、14-3-3蛋白、COR15和冷脅迫響應基因和蛋白質的上調表達，從轉錄組學和蛋白質組學的角度為進一步解析果實響應低溫逆境提供一個綜合的視野。值得注意的是，低溫貯藏果實中葡萄糖、果糖和脫落酸的含量顯著降低(與常溫貯藏相比)，且大量生長素相關基因下調表達。由此可見，糖、生長素和脫落酸可能

6、共同調控了果實的衰老。
　　 3、利用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀和高效液相色譜-四級桿-飛行時間串聯(lián)質譜儀對溫州蜜柑采后熱處理的果皮進行了初生代謝物和次生代謝物的檢測，為進一步解析熱處理誘導果實抗性提供了新的線索。結果顯示，活性氧在熱處理誘導果實抗性中起關鍵作用。熱處理果皮中過氧化氫含量顯著低于對照，直接增加了果實對逆境的忍耐度；黃酮類物質的增加直接參與了果實逆境的響應；消耗的過氧化氫用來合成了木質素，木質素的增加增厚了細胞壁，進而隔

7、離了外部病原菌，減少了果實病害的發(fā)生。
　　 4、利用氣相色譜-質譜聯(lián)用儀和高效液相色譜-四級桿-飛行時間串聯(lián)質譜儀對溫州蜜柑發(fā)汗處理后果皮中初生代謝物和次生代謝物進行了檢測，為解析發(fā)汗處理誘導果實抗性機理提供了代謝組學方面的信息。結果表明，水楊酸可能參與了發(fā)汗處理誘導抗性的信號傳導，多數(shù)代謝物在發(fā)汗處理果皮中的積累與水楊酸處理果皮中的積累趨勢完全一致，如糖類物質(阿拉伯糖含量下降，其余均增加)、有機酸類物質(羥基丙酮酸含量下降