硫化氢和一氧化氮调控桃果实多聚半乳糖醛酸酶活性的分子机理研究

多聚半乳糖醛酸酶（PG）是调控果实成熟软化的关键酶之一，在桃果实软化过程中具有重要的调控作用。本项目利用现代仪器分析技术和分子生物学分析手段研究硫化氢（H2S）和一氧化氮（NO）在桃果实软化中的作用并且研究其调控PG活性的分子机理。（1）检测H2S和NO在果实软化中的含量的动态变化，明确其在桃果实软化中的信号作用。（2）研究外源H2S和NO单独和协同处理对桃果实硬度、细胞壁成分、PG活性和基因表达的影响，明确其对桃果实软化和PG的调控作用。（3）利用分子光谱、质谱和磁共振技术研究H2S和NO与体外重组PG蛋白的结合方式和结合常数，揭示其作用机理。项目的实施能够揭示H2S和NO在果实软化作用中相互作用以及调控PG活性的分子机理，为调控果实后熟软化提供新的思路，具有重要的理论和实践意义。

多聚半乳糖醛酸酶（PG）是调控果实成熟软化的关键酶之一，在桃果实软化过程中具有调控作用。硫化氢（H2S）和一氧化氮（NO）是生物体中非常重要的两个气体信号分子，本项目利用现代仪器分析技术和分子生物学分析手段研究H2S和NO在桃果实软化中的作用并且研究其调控PG活性的分子机理。（1）首先明确了H2S对果蔬成熟衰老的调控作用。（2）明确了H2S和NO在调控桃果实软化作用中的协同作用。研究了H2S和NO对桃果实硬度、细胞壁成分、细胞壁代谢酶活性和基因表达的影响，明确其对桃果实软化和PG 的调控作用。（3）克隆表达PG蛋白，并对重组的PG蛋白分离纯化，研究H2S和NO对体外重组PG 蛋白构象的变化。研究发现低浓度的外源H2S（45-90μmol L-1）能够抑制猕猴桃果实，（10-15μmol L-1）桃果实的成熟软化，高浓度会促进果实的成熟软化，低浓度的外源H2S能够抑制鲜切藕片的褐变，这些结果表明外源H2S能够抑制果蔬的成熟，并且证明外源H2S能够调控果蔬抗氧化系统起作用。H2S和NO在调控乙烯合成和细胞壁代谢方面均具有协同作用。H2S和NO协同处理的果实比单独处理效果好，协同处理果实显著抑制了exo-PG和endo-PG活性，果胶甲酯酶活性（PE）和葡聚糖酶活性（Egase）。荧光定量PCR表明，协同处理果实显著抑制了PG，PE和Egase基因的表达。克隆的endo-PG的基因与已经报道的目的基因相似度100%，Escherichia Coli表达的重组蛋白经Ni-NTA柱纯化后具有endo-PG的活性。通过荧光吸收、空间构象的圆二色谱分析，提出了H2S和NO影响endo-PG活性的分子机理。本项目还研究了NO和苯丙噻唑氮（BTH）对赣南脐橙的保鲜效果及机理的影响，本项目从化学和分子生物学相结合的角度深入研究H2S和NO影响endo-PG的分子机理，为H2S和NO调控果实成熟软化提供理论依据。