NO对冷藏桃果实品质相关的线粒体及其DNA聚合酶表达的调控作用.pdfVIP

摘 要 桃(PrunuspersicaL.)是一种典型的呼吸跃变型果实，主要表现在采后快速成熟和衰老。低温贮 藏是广泛使用的果品贮藏方式，但连续低温容易引起桃果实贮藏冷害，出现组织褐变、果肉絮败等 现象，且冷害果实中会产生过量ROS 引起氧化损伤造成线粒体功能障碍等。一氧化氮 （NO，Nitric oxide）是参与植物对生物和非生物胁迫反应的重要信号分子，对植物成熟衰老以及缓解贮藏冷害具 有调控作用。因此，本试验以 ‘新泰红’桃果实为试验试材，分别浸泡于双蒸水 （对照）、15μmol -1 -1 L NO 溶液、5 μmolL c-PTIO 溶液 （NO 清除剂）中30min，处理结束后于0 °C 中贮藏，从化学 生物的角度研究了外源NO 处理对冷藏桃果实线粒体氧化损伤以及损伤修复的调控作用，为缓解桃 果实贮藏冷害、提高桃果实贮藏品质提供理论依据。主要结果如下： 1、在低温贮藏期间，与CK 和c-PTIO 处理相比，外源NO 处理能够显著延缓冷藏桃果实硬度、 色差值的下降，以及可溶性固形物、相对电导率和失重率的上升。此外，外源NO 处理还能够有效 降低桃果实贮藏期间的呼吸速率，并延缓呼吸高峰的出现，在达到第二个呼吸高峰时，外源NO 处 理的桃果实呼吸速率分别为CK 和c-PTIO 处理的77%和52.7%，可以起到较好的保鲜作用，表明 NO 处理能够显著维持冷藏期间桃果实贮藏品质。 2、外源NO 处理能够有效地延缓冷藏桃果实线粒体ROS含量的上升，并且在第4 周达到最大 -1 值，但NO 处理的线粒体ROS含量仅为5 μmolL c-PTIO 处理的70.7%，表明NO 明显减轻胁迫下 造成的氧化应激，此外NO 处理能够显著抑制氧化损伤造成的线粒体肿胀、延缓线粒体膜电势、线 粒体膜流动性以及线粒体呼吸链复合物 （CⅠ-CⅣ）酶活性的下降，结果表明NO 可以通过抑制ROS 的积累，从而保持线粒体膜结构和功能的完整性。 3、采用RT-PCR 技术成功克隆了 ‘新泰红’桃果实PpPolⅠB 基因，得到CDS 区序列为3201bp， 编码 1066 个氨基酸。利用在线软件对PolⅠB 蛋白进行生物信息学分析，预测该蛋白的分子式是 C H N O S ，相对分子质量为11905.67，且为亲水性蛋白，不存在跨膜区域和信号肽区域； 5222 8253 1495 1601 44 系统进化树分析表明，PolⅠB 蛋白的氨基酸序列具有较高的保守性，与甜樱桃（Prunus avium）的PolⅠB 同源性最高为97.94 %。体外构建重组蛋白成功在Rosetta （DE3）中表达。 4、在桃果实冷藏过程中，与CK 相比，外源NO 能够有效延缓mtDNA 拷贝数含量的下降，维 持mtDNA水平的稳定性，且NO处理能够有效的延缓桃果实内线粒体8-OHdG含量的上升和mtDNA 聚合酶活性的下降。此外施用c-PTIO 处理能够加速mtDNA 拷贝数、mtDNA 聚合酶活性的下降和 线粒体8-OHdG 含量的上升。在损伤修复途径中，NO 处理能够显著延缓PpOGG1、PpAPE1、PpPolⅠB 和PpLIG1基因表达水平的下降，从而修复受损的线粒体DNA 维持线粒体功能的稳定性。 关键词：桃果实；一氧化氮；线粒体DNA 聚合酶；线粒体功能；碱基切除修复 I Abstract Peach (Prunus persica L.) was a kind of typical respiration climacteric fruit, mainly manifested in rapid ripening and senescence after harvest. Low temperature storage was a widely used for fruit storage, but low temperatures greatly caused cold damage, fruit tissue brown stain and flesh flocculation and so on. Moreover, it generated a large