生长素对葡萄果实发育成熟的影响
本研究以葡萄为研究材料，实验目的是通过分析生长素对葡萄果实发育成熟的影响，进而揭示其对葡萄果实发育的作用机制。首先利用不同浓度的生长素来处理葡萄果实，然后分析了与果实成熟相关的生理和分子指标，包括基因的表达、花青素、可溶性糖、挥发性物质含量和细胞壁代谢酶的活性。发现生长素可影响葡萄果实的糖积累、挥发性物质、花色苷含量及果实硬度。进而分析出生长素可通过阻碍脱落酸的积累和糖代谢来调控、影响果实的发育过程。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法5
1.1 材料 5
1.2 方法 5
1.2.1 核算提取与实时分析5
1.2.2 花青素、可溶性糖和挥发性质的测定5
1.2.3 细胞壁代谢酶活性测定 6
1.2.4 外源IAA处理葡萄果实6
2 结果与分析6
2.1 IAA对葡萄果实着色和软化的作用 6
2.2 IAA对基因表达的影响8
3 讨论9
致谢9
参考文献10
表 引物序列5
图1 外源IAA对葡萄果实成熟的影响6
图2 IAA对基因表达的影响9
表2 IAA对葡萄果实生理作用的影响7
表3 IAA对葡萄果实不同组织可溶性糖积累水平的影响7
表4 IAA对果实香味物质的影响8
生长素对葡萄发育成熟的影响
引言
果实发育和成熟机制是一个复杂的过程。它包括很多生理变化，如软化，上色、酸度、甜度和香气产生等[1]。在这些过程中，植物激素的作用和功能在调控这些生理变化和诱导底物转化方面扮演着十分重要的角色[2]。生长素是一类含有不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，它的主要成分是吲哚乙酸，简称为IAA，IAA在植物的细胞分裂分化、扦插形成根和果实成熟发育都发挥了一定的作用，有研究表明，生长素的作用表现为两重性的：它既能促进发芽，也能抑制发芽；既能促进生长，也能抑制生长；既能防治落花落果，也能疏花疏果，这取决于生长素作用的部位以及它的浓度。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
IAA在果实成熟的过程中有着十分重要的作用，它对植物的不同位置有着不同的作用。在细胞层上，IAA可以增加细胞壁的可塑性，促进细胞伸长生长、促进生根、促进木质部和形成层的细胞分化等，除此之外，IAA还有保持顶端优势和阻止器官脱离、影响花的性别分化等作用。而对于生长素作用的机理，则有两种不同的说法[3]，一个是认为IAA作用于核酸代谢的转录水平上，IAA促进了一些新的mRNA和蛋白质的出现，从而影响了细胞的新陈代谢、生长发育的变化。第二种说法则认为生长素作用于细胞膜，导致膜的结构和功能发生了一系列的变化，进而导致了附着在膜上的酶发生了变化，这些酶或失活或活化，仅此影响了酶调节的生理生化、新陈代谢的变化，整个细胞的生长发育也发生了变化。
在果实的成熟过程中，会发生一系列生理生化的变化，包括细胞壁的降解、内含物的变化、呼吸速率的变化等等[3]，而它的发生过程与植物激素有着千丝万缕的关系，IAA是器官成熟衰老的抑制剂，对果实的后熟衰老具有抑制作用，很多的证据表明，在果实的后熟过程中，果实全熟前IAA的含量会持续下降一直到最低水平为止。陈昆松[4]等人在分析猕猴桃果实中內源IAA时，发现IAA的含量是随着果实的成熟呈现下降的趋势，随着IAA含量的下降，细胞变得对乙烯更敏感，开始出现了乙烯跃变峰。田建文等[5]在研究柿子中的激素含量的变化也得出了同样的结果。因此，Biale[6]认为果实在完全成熟前，IAA必须先经过氧化以降低在果实中的含量，果实才能成熟。周丽萍等[7]的研究也认为IAA水平的下降可以导致细胞对乙烯更为敏感。IAA可使跃变型果实延迟成熟，果实开始全熟时，由于IAA失去了激素的作用所致，但其机理并不清楚。陈昆松等[4]认为IAA具有双重作用，一是可以调节组织对乙烯的响应，与乙烯作用相反，二是诱导乙烯促进果实成熟。阮晓等[8]的研究认为低浓度的IAA能抑制果实的成熟，高浓度的IAA却可以促进乙烯的产生，浓度越高乙烯合成越快，高浓度IAA主要是诱导乙烯合成酶ACC的表达。陈昆松等[4]研究发现用IAA处理猕猴桃果实能促进內源IAA的积累，导致ABA水平下降，推迟ABA峰值出现，最后延迟果实的软化成熟。在许多果实中，成熟总是伴随着IAA含量的下降和乙烯含量的升高。在草莓果实中，发育后期瘦果中提供的IAA的逐渐降低是果实成熟的基础[9]。用人工合成的生长素萘乙酸（NAA）处理去瘦果的草莓果实，与对照相比，果实的成熟进程受到了抑制而葡萄作为飞跃变型果实，它的成熟主要与ABA相关，ABA与IAA的产生与积累有着紧密的联系。而在潘磊的实验中，在番茄和葡萄的果实进入成熟期前，果肉主要生长素类型IAA含量降低，而IAA氨基酸结合态的含量明显增加[10]。以上的研究都表明IAA对果实的成熟起着负调控作用。
本研究的实验材料，葡萄，属于葡萄科、葡萄属，属于落叶藤本植物，也是世界上最古老的植物原产之一。葡萄原产于欧洲、西亚和北非，世界栽培品系有欧洲品系和美洲品系两大系统，我国长江以北地区栽培东方品种和欧洲品种较多[11]。葡萄除了加工成葡萄酒和果汁之外，主要用于鲜食，而鲜食葡萄果肉柔软，含水量极高，鲜食葡萄又极容易脱粒、萎蔫，在贮藏保鲜过程中，极容易由于微生物侵染或者碰撞、贮存条件不佳等原因导致葡萄质量下降、品质受损，从而降低了它的经济价值[12]。
传统的保鲜技术主要以冷藏、二氧化硫保鲜法为主，冷藏保鲜通过降低葡萄的呼吸代谢、病原菌的侵染来抑制组织衰老，延长果实储藏期[12]，一般而言，冷藏法会佐以高浓度的二氧化碳，对于葡萄而言，冷藏法虽然是很安全的保存方法，但是二氧化碳的浓度不容易确定，高浓度的二氧化碳会加快葡萄果实的褐变，低浓度的二氧化碳的抑菌作用十分有限，对葡萄保鲜的作用并不是特别明显，不适于长期保鲜[12]。二氧化硫保鲜法应用于葡萄保鲜已有一百年左右的历史，目前是国内外最有效、最普遍的葡萄贮藏措施，二氧化硫可以有效抑制灰霉孢和某些氧化酶的生长，降低呼吸强度、延缓果实的成熟，避免或减低葡萄穗轴或果梗的褐化失绿。具有成本低廉、药效时间长等优点，但是，目前液化二氧化硫定期熏蒸是国外普遍采用的长期保鲜方式，这种贮藏方式采用的是纯净的二氧化硫，从而避免了对葡萄产生污染和燃烧硫磺产生的杂质，但是进行保鲜的熏蒸冷藏室造价极高，不符合国内蔬果保鲜市场的现状，此外，二氧化硫贮藏法的保鲜剂产品单一，无法满足葡萄品种多样性的需求，同时，二氧化硫贮藏法使用不当即会导致污染残留，食用后对人体造成不良的影响[12]。现在时兴起了生物贮藏保鲜法，比较常见的有天然涂膜法，即是将成膜剂与植物精油、天然防腐剂、中草药提取剂、酶制剂配合而成的复合剂，有研究表明天然涂膜试剂不仅能有效保鲜，还能在一定程度上防止葡萄褐变，其成分都是一些绿色的化合物，对人体无害，但由于制作工艺复杂，还未成熟，目前并没有在市场上得到广泛的应用。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法5
1.1 材料 5
1.2 方法 5
1.2.1 核算提取与实时分析5
1.2.2 花青素、可溶性糖和挥发性质的测定5
1.2.3 细胞壁代谢酶活性测定 6
1.2.4 外源IAA处理葡萄果实6
2 结果与分析6
2.1 IAA对葡萄果实着色和软化的作用 6
2.2 IAA对基因表达的影响8
3 讨论9
致谢9
参考文献10
表 引物序列5
图1 外源IAA对葡萄果实成熟的影响6
图2 IAA对基因表达的影响9
表2 IAA对葡萄果实生理作用的影响7
表3 IAA对葡萄果实不同组织可溶性糖积累水平的影响7
表4 IAA对果实香味物质的影响8
生长素对葡萄发育成熟的影响
引言
果实发育和成熟机制是一个复杂的过程。它包括很多生理变化，如软化，上色、酸度、甜度和香气产生等[1]。在这些过程中，植物激素的作用和功能在调控这些生理变化和诱导底物转化方面扮演着十分重要的角色[2]。生长素是一类含有不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，它的主要成分是吲哚乙酸，简称为IAA，IAA在植物的细胞分裂分化、扦插形成根和果实成熟发育都发挥了一定的作用，有研究表明，生长素的作用表现为两重性的：它既能促进发芽，也能抑制发芽；既能促进生长，也能抑制生长；既能防治落花落果，也能疏花疏果，这取决于生长素作用的部位以及它的浓度。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
IAA在果实成熟的过程中有着十分重要的作用，它对植物的不同位置有着不同的作用。在细胞层上，IAA可以增加细胞壁的可塑性，促进细胞伸长生长、促进生根、促进木质部和形成层的细胞分化等，除此之外，IAA还有保持顶端优势和阻止器官脱离、影响花的性别分化等作用。而对于生长素作用的机理，则有两种不同的说法[3]，一个是认为IAA作用于核酸代谢的转录水平上，IAA促进了一些新的mRNA和蛋白质的出现，从而影响了细胞的新陈代谢、生长发育的变化。第二种说法则认为生长素作用于细胞膜，导致膜的结构和功能发生了一系列的变化，进而导致了附着在膜上的酶发生了变化，这些酶或失活或活化，仅此影响了酶调节的生理生化、新陈代谢的变化，整个细胞的生长发育也发生了变化。
在果实的成熟过程中，会发生一系列生理生化的变化，包括细胞壁的降解、内含物的变化、呼吸速率的变化等等[3]，而它的发生过程与植物激素有着千丝万缕的关系，IAA是器官成熟衰老的抑制剂，对果实的后熟衰老具有抑制作用，很多的证据表明，在果实的后熟过程中，果实全熟前IAA的含量会持续下降一直到最低水平为止。陈昆松[4]等人在分析猕猴桃果实中內源IAA时，发现IAA的含量是随着果实的成熟呈现下降的趋势，随着IAA含量的下降，细胞变得对乙烯更敏感，开始出现了乙烯跃变峰。田建文等[5]在研究柿子中的激素含量的变化也得出了同样的结果。因此，Biale[6]认为果实在完全成熟前，IAA必须先经过氧化以降低在果实中的含量，果实才能成熟。周丽萍等[7]的研究也认为IAA水平的下降可以导致细胞对乙烯更为敏感。IAA可使跃变型果实延迟成熟，果实开始全熟时，由于IAA失去了激素的作用所致，但其机理并不清楚。陈昆松等[4]认为IAA具有双重作用，一是可以调节组织对乙烯的响应，与乙烯作用相反，二是诱导乙烯促进果实成熟。阮晓等[8]的研究认为低浓度的IAA能抑制果实的成熟，高浓度的IAA却可以促进乙烯的产生，浓度越高乙烯合成越快，高浓度IAA主要是诱导乙烯合成酶ACC的表达。陈昆松等[4]研究发现用IAA处理猕猴桃果实能促进內源IAA的积累，导致ABA水平下降，推迟ABA峰值出现，最后延迟果实的软化成熟。在许多果实中，成熟总是伴随着IAA含量的下降和乙烯含量的升高。在草莓果实中，发育后期瘦果中提供的IAA的逐渐降低是果实成熟的基础[9]。用人工合成的生长素萘乙酸（NAA）处理去瘦果的草莓果实，与对照相比，果实的成熟进程受到了抑制而葡萄作为飞跃变型果实，它的成熟主要与ABA相关，ABA与IAA的产生与积累有着紧密的联系。而在潘磊的实验中，在番茄和葡萄的果实进入成熟期前，果肉主要生长素类型IAA含量降低，而IAA氨基酸结合态的含量明显增加[10]。以上的研究都表明IAA对果实的成熟起着负调控作用。
本研究的实验材料，葡萄，属于葡萄科、葡萄属，属于落叶藤本植物，也是世界上最古老的植物原产之一。葡萄原产于欧洲、西亚和北非，世界栽培品系有欧洲品系和美洲品系两大系统，我国长江以北地区栽培东方品种和欧洲品种较多[11]。葡萄除了加工成葡萄酒和果汁之外，主要用于鲜食，而鲜食葡萄果肉柔软，含水量极高，鲜食葡萄又极容易脱粒、萎蔫，在贮藏保鲜过程中，极容易由于微生物侵染或者碰撞、贮存条件不佳等原因导致葡萄质量下降、品质受损，从而降低了它的经济价值[12]。
传统的保鲜技术主要以冷藏、二氧化硫保鲜法为主，冷藏保鲜通过降低葡萄的呼吸代谢、病原菌的侵染来抑制组织衰老，延长果实储藏期[12]，一般而言，冷藏法会佐以高浓度的二氧化碳，对于葡萄而言，冷藏法虽然是很安全的保存方法，但是二氧化碳的浓度不容易确定，高浓度的二氧化碳会加快葡萄果实的褐变，低浓度的二氧化碳的抑菌作用十分有限，对葡萄保鲜的作用并不是特别明显，不适于长期保鲜[12]。二氧化硫保鲜法应用于葡萄保鲜已有一百年左右的历史，目前是国内外最有效、最普遍的葡萄贮藏措施，二氧化硫可以有效抑制灰霉孢和某些氧化酶的生长，降低呼吸强度、延缓果实的成熟，避免或减低葡萄穗轴或果梗的褐化失绿。具有成本低廉、药效时间长等优点，但是，目前液化二氧化硫定期熏蒸是国外普遍采用的长期保鲜方式，这种贮藏方式采用的是纯净的二氧化硫，从而避免了对葡萄产生污染和燃烧硫磺产生的杂质，但是进行保鲜的熏蒸冷藏室造价极高，不符合国内蔬果保鲜市场的现状，此外，二氧化硫贮藏法的保鲜剂产品单一，无法满足葡萄品种多样性的需求，同时，二氧化硫贮藏法使用不当即会导致污染残留，食用后对人体造成不良的影响[12]。现在时兴起了生物贮藏保鲜法，比较常见的有天然涂膜法，即是将成膜剂与植物精油、天然防腐剂、中草药提取剂、酶制剂配合而成的复合剂，有研究表明天然涂膜试剂不仅能有效保鲜，还能在一定程度上防止葡萄褐变，其成分都是一些绿色的化合物，对人体无害，但由于制作工艺复杂，还未成熟，目前并没有在市场上得到广泛的应用。
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