脱落酸对葡萄果实着色代谢的影响机理
以巨峰葡萄(Vitis vinifera?L.?×?Vitis labrusca?L. cv. Kyoho)果实为研究材料，利用ABA、ABA生物降解抑制剂——Abz（CYP707A生物合成抑制剂--Abscinazole）和NDGA（NCED酶抑制剂——去甲二氢愈创木酸）处理果实后分析其对果实硬度、花青苷生物合成、芳香挥发物合成、以及相关的基因表达的影响。结果表明外施ABA或Abz能够提高花青苷、芳香挥发物；但果实硬度以及果实软化相关酶（PG、PME）和纤维素酶的活性有所降低。然而，NDGA的处理结果则相反。除VvLAR1以外，基因VvMYBA2、VvUFGT和VvEGS1的表达量与花青苷含量以及芳香挥发物呈正相关。外施ABA和Abz提高了内源ABA的含量以及VvOPR3、VvACO1、VvSUT11的表达强度，外施NDGA则会降低。VvNCED1、VvCYP707A1和VvPYL8的表达与内源ABA含量有关。外源Abz会抑制VvCYP707A1的表达。VvPP2C49的表达强度与ABA含量呈负相关。这些结果表明内源ABA通过控制VvMYBA2、VvUFGT、VvEGS1、VvSUT11的基因表达，从而对花青苷的形成、芳香挥发物、果实软化以及糖代谢产生影响。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 材料与方法 5
1．1 植物材料 5
1．2 方法 5
1．2．1 RNA的提取与定时荧光定量PCR分析 5
1．2．2 花青苷、ABA、挥发性物质浓度、可滴定酸、可溶性固形物以及硬度的测定 6
1．2．3 细胞壁代谢酶活性 6
2 结果与分析 6
2．1 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对ABA合成代谢基因表达水平的影响 6
2．2 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对花青苷合成的影响 7
2．3 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对成熟相关基因表达水平的影响 8
2．4 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对葡萄果实生理变化的影响 9
3 讨论 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 12
参考文献 13
脱落酸对葡萄果实着色代谢的影响机理
引言
引言
葡萄(Vitis vinifera?L.)是一种多年生落叶木质藤本植物，是世界上栽培历史最长、产量最大的果树之一[1]，也是我国的主栽果树之一。葡萄为世界四大水果之一，如何提高其产量和品质一直是葡萄生产和科学研究的重点[2]。色泽是果实重要的品质特征，果实色泽和果实品质是决定鲜食葡萄商品价值和市场竞争力的重要指标。随着生活水平的日益提高，人们对水果的要求不仅仅是营养丰富了，而且对其外观也提出了更高的要求。果皮的着色程度也会直接影响到葡萄的营养价值和加工特性。如何使葡萄提前成熟着色并提高其品质一直是科学研究的重点。
果实成熟是一个非常复杂的过程，且受到多种因素影响，包括植物激素。根据果实成熟过程中是否有呼吸跃变和乙烯高峰的出现，可以将果实分为两大类。呼吸跃变型果实比如香蕉、梨、苹果。由于乙烯影响到许多与成熟相关的基因的转录翻译，因此果实成熟前会出现乙烯跃变[2][3]。对呼吸跃变型果实的成熟过程已有研究表明，乙烯合成途径和信号转导诱导果实的外观、气味、色泽产生变化[4]。相反，非呼吸跃变型果实的成熟并不是由乙烯来启动，关于其成熟机理到目前还不是很清楚。生理迹象表明，非呼吸跃变型果实的成熟与ABA存在相关性。呼吸跃变型果实未成熟时，ABA的含量非常低，随着接近成熟而增加。因此，ABA被认为可能是调节成熟的物质。葡萄是世界上重要的鲜食水果且具有酿酒特性，葡萄的果实为非呼吸跃变型果实，葡萄果实成熟受多种激素信号调控，比如ABA，IAA，油菜素内酯，乙烯[5][6][7][8]。葡萄果实一进入成熟阶段，ABA含量逐渐升高[9]。关于成熟过程中 ABA积累的现象，大量研究已经表明ABA可能在调控葡萄果实成熟过程中起着重要作用，包括着色、糖积累、软化[9][10][11][12]。
ABA含量的变化与果皮色素含量密切相关。前人试验已经证明，外施生长素类似物可以延迟内源ABA高峰，从而使果实晚熟[13][14]。生化和遗传性证据表明，在高等植物中，ABA是通过C40间接途径（C40类胡萝卜素氧化裂解生成ABA）合成，9顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是ABA生物合成的关键酶[15]，NDGA被认为是NCED生物合成抑制剂，且最终抑制ABA的合成。在NDGA的处理下，ABA和ABA响应元件结合蛋白—ABF含量下降，导致成熟延迟[16][17]。Fluridone (1甲基3苯基5(3三氟甲基苯基)4(1H)吡啶酮)也能抑制ABA和类胡萝卜素生物合成。Fluridone促进干细胞的分裂，然而外源ABA会抑制干细胞的分裂。因此，植物内源ABA水平会受到外界环境调控。
ABA的分解代谢主要包括氧化失活和结合失活两种方式。其中CYP707A 催化的 8’位甲基羟基化途径是高等植物ABA分解代谢的主要途径。Shigeki Saito等克隆拟南芥中CYP707A家族基因中的4个基因，并证明了CYP707A基因是编码ABA8’羟化酶的关键基因。ABA代谢主要受ABA 8’羟化酶控制，ABA8’羟化酶是细胞色素P450家族的一员，它催化ABA C8’羟基化，使ABA分解成稳定的异构体—红花菜豆酸(PA)。基因敲除研究显示CYP707A基因是控制ABA含量的重要基因。Abz（CYP707A生物合成抑制剂—Abscinazole）是一种能够抑制ABA 8’羟化酶的特别抑制剂，并且能使植物内源ABA增多，提高植物的耐寒性。
近年来，ABA信号转导分子机制已取得突破性进展。尽管ABA的生理作用存在于果实发育成熟的整个过程中，但其信号转导路径最近才建立起来，ABA信号路径中有三个核心组分：ABA受体PYR/PYL/RCAR、负因子蛋白磷酸酶PP2C（protein phosphatase 2C）、正因子蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK2（sucrose nonfermenting 1related protein kinase2）。ABA能够与PYR/PYL/RCAR结合，而PYR/PYL/RCAR又可以与PP2C蛋白磷酸酶（ABI1/ABI2）直接相互作用。就这样，ABA通过RCARs、PYR、PYLs这个直接受体介导了PP2C蛋白磷酸酶的活性，从而抑制了ABA信号通路中下游元件的去磷酸化反应。ABA使其受体蛋白家族（PYR/PYL/RCAR (PYL)）选择性表达，因此，使受体蛋白PYL与PP2C磷酸酶（PP2Cs）之间的相互作用更加稳定。一旦PP2C失活，下游基因无法表达[18]。
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摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 3
引言 3
1 材料与方法 5
1．1 植物材料 5
1．2 方法 5
1．2．1 RNA的提取与定时荧光定量PCR分析 5
1．2．2 花青苷、ABA、挥发性物质浓度、可滴定酸、可溶性固形物以及硬度的测定 6
1．2．3 细胞壁代谢酶活性 6
2 结果与分析 6
2．1 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对ABA合成代谢基因表达水平的影响 6
2．2 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对花青苷合成的影响 7
2．3 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对成熟相关基因表达水平的影响 8
2．4 不同处理（ABA、Abz、NDGA）对葡萄果实生理变化的影响 9
3 讨论 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
致谢 12
参考文献 13
脱落酸对葡萄果实着色代谢的影响机理
引言
引言
葡萄(Vitis vinifera?L.)是一种多年生落叶木质藤本植物，是世界上栽培历史最长、产量最大的果树之一[1]，也是我国的主栽果树之一。葡萄为世界四大水果之一，如何提高其产量和品质一直是葡萄生产和科学研究的重点[2]。色泽是果实重要的品质特征，果实色泽和果实品质是决定鲜食葡萄商品价值和市场竞争力的重要指标。随着生活水平的日益提高，人们对水果的要求不仅仅是营养丰富了，而且对其外观也提出了更高的要求。果皮的着色程度也会直接影响到葡萄的营养价值和加工特性。如何使葡萄提前成熟着色并提高其品质一直是科学研究的重点。
果实成熟是一个非常复杂的过程，且受到多种因素影响，包括植物激素。根据果实成熟过程中是否有呼吸跃变和乙烯高峰的出现，可以将果实分为两大类。呼吸跃变型果实比如香蕉、梨、苹果。由于乙烯影响到许多与成熟相关的基因的转录翻译，因此果实成熟前会出现乙烯跃变[2][3]。对呼吸跃变型果实的成熟过程已有研究表明，乙烯合成途径和信号转导诱导果实的外观、气味、色泽产生变化[4]。相反，非呼吸跃变型果实的成熟并不是由乙烯来启动，关于其成熟机理到目前还不是很清楚。生理迹象表明，非呼吸跃变型果实的成熟与ABA存在相关性。呼吸跃变型果实未成熟时，ABA的含量非常低，随着接近成熟而增加。因此，ABA被认为可能是调节成熟的物质。葡萄是世界上重要的鲜食水果且具有酿酒特性，葡萄的果实为非呼吸跃变型果实，葡萄果实成熟受多种激素信号调控，比如ABA，IAA，油菜素内酯，乙烯[5][6][7][8]。葡萄果实一进入成熟阶段，ABA含量逐渐升高[9]。关于成熟过程中 ABA积累的现象，大量研究已经表明ABA可能在调控葡萄果实成熟过程中起着重要作用，包括着色、糖积累、软化[9][10][11][12]。
ABA含量的变化与果皮色素含量密切相关。前人试验已经证明，外施生长素类似物可以延迟内源ABA高峰，从而使果实晚熟[13][14]。生化和遗传性证据表明，在高等植物中，ABA是通过C40间接途径（C40类胡萝卜素氧化裂解生成ABA）合成，9顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是ABA生物合成的关键酶[15]，NDGA被认为是NCED生物合成抑制剂，且最终抑制ABA的合成。在NDGA的处理下，ABA和ABA响应元件结合蛋白—ABF含量下降，导致成熟延迟[16][17]。Fluridone (1甲基3苯基5(3三氟甲基苯基)4(1H)吡啶酮)也能抑制ABA和类胡萝卜素生物合成。Fluridone促进干细胞的分裂，然而外源ABA会抑制干细胞的分裂。因此，植物内源ABA水平会受到外界环境调控。
ABA的分解代谢主要包括氧化失活和结合失活两种方式。其中CYP707A 催化的 8’位甲基羟基化途径是高等植物ABA分解代谢的主要途径。Shigeki Saito等克隆拟南芥中CYP707A家族基因中的4个基因，并证明了CYP707A基因是编码ABA8’羟化酶的关键基因。ABA代谢主要受ABA 8’羟化酶控制，ABA8’羟化酶是细胞色素P450家族的一员，它催化ABA C8’羟基化，使ABA分解成稳定的异构体—红花菜豆酸(PA)。基因敲除研究显示CYP707A基因是控制ABA含量的重要基因。Abz（CYP707A生物合成抑制剂—Abscinazole）是一种能够抑制ABA 8’羟化酶的特别抑制剂，并且能使植物内源ABA增多，提高植物的耐寒性。
近年来，ABA信号转导分子机制已取得突破性进展。尽管ABA的生理作用存在于果实发育成熟的整个过程中，但其信号转导路径最近才建立起来，ABA信号路径中有三个核心组分：ABA受体PYR/PYL/RCAR、负因子蛋白磷酸酶PP2C（protein phosphatase 2C）、正因子蔗糖非酵解型蛋白激酶SnRK2（sucrose nonfermenting 1related protein kinase2）。ABA能够与PYR/PYL/RCAR结合，而PYR/PYL/RCAR又可以与PP2C蛋白磷酸酶（ABI1/ABI2）直接相互作用。就这样，ABA通过RCARs、PYR、PYLs这个直接受体介导了PP2C蛋白磷酸酶的活性，从而抑制了ABA信号通路中下游元件的去磷酸化反应。ABA使其受体蛋白家族（PYR/PYL/RCAR (PYL)）选择性表达，因此，使受体蛋白PYL与PP2C磷酸酶（PP2Cs）之间的相互作用更加稳定。一旦PP2C失活，下游基因无法表达[18]。
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