生长素调控桃果实中果皮发育成熟的分子机理研究

前期研究表明，桃果实的缝合线软化现象与维管束发育异常及内源生长素含量有关。因生长素与维管束分化及桃果实发育成熟之间存在密切的关系，本项目拟应用比较蛋白质组学的研究方法，采用抑制剂处理的技术手段，鉴定出在桃果实中果皮发育成熟过程中与生长素调控相关的蛋白，克隆相关蛋白的基因，检测这些基因在桃内的时空表达差异，得到调控桃果实中果皮发育成熟的关键因子。为阐明生长素调控桃果实中果皮发育成熟机制提供有价值的信息，同时为栽培生产中采用合理的化控技术解决桃果实软化现象奠定理论基础。

生长素是调控植物生长发育的主要激素之一，本项目以桃果实为试材，采用差异蛋白质组学的方法分析了NAA处理对桃果实中果皮蛋白表达的影响，并对生长素信号转导途径中的关键因子ARF，AUX/IAA及ABP1在桃果实发育过程的作用进行了解析。结果表明：不同时期的NAA处理会导致产生不同的差异蛋白点数，鉴定出的差异蛋白分为细胞抗性、代谢、运输、调控和光合作用。NAA处理导致与果实成熟衰老相关蛋白的表达量升高具有代表性的是两个与乙烯合成相关的两个重要的酶乙醇脱氢酶（ADH）和1-氨基环丙烷-1-羧化物氧化酶（ACO），推测NAA促进桃果实的发育成熟可能是依赖于乙烯的信号途径。NAA处理会导致与果实衰老相关的抗氧化系统的酶的蛋白表达量增加，证实了NAA处理促进了果实成熟。NAA处理后鉴定出的差异蛋白为生长素调控桃果实发育机制的研究提供了重要的信息。.ARF转录因子、阻遏蛋白Aux/IAA是生长素信号转导系统中的二个关键因子，在转录水平上对生长素参与的生理活动进行调控。为探索生长素调控桃果实发育的机制，本项目通过同源序列比对和生物信息学分析，选取桃ARF家族的17个基因，Aux/IAA家族的22个基因，克隆部分基因的全长cDNA序列进行验证并对它们在桃果实不同发育时期中果皮和种子的表达水平进行Real-time PCR检测。序列分析表明桃PpARF家族蛋白序列的同源性很高，而 PpIAA家族的蛋白同源性很低。荧光定量PCR结果显示，在花后52d，即果实发育的硬核期，是生长素信号转导途径相关基因表达量变化最显著的时期，预示生长素可能在桃果实硬核期发挥重要的调控作用。 .ABP1是一种能够快速响应生长素信号的结合蛋白。荧光实时定量PCR分析表明PpABP1在桃果实发育过程中的表达量具有组织与发育时期的特异性，组织定位和Western blot的方法，证实ABP1主要分布在种子的种皮细胞和中果皮维管组织周围的细胞层中，桃果实内果皮、种子内的ABP1表达量要高于中果皮。本项目从组织、转录和蛋白水平上证明了桃果实中存在着依赖于ABPl的生长素调控机制。.通过项目实施发表论文6篇，其中2篇论文正在审稿和整理中，近期会正式发表；培养研究生3名，1位主要参加人晋升为高级实验师。研究成果将为生长素调控桃果实品质研究的深入奠定基础，并为桃等果实生产中适时适度采取措施提高果品产量和品质提供理论和技术指导。