N-聚糖加工酶α-Man和β-Hex在桃果实软化中的调控作用及机理研究

针对桃果实耐贮性亟待提高而成熟软化机理尚未完全阐明的问题，本项目拟以细胞壁的糖代谢为切入点，以耐贮性存在明显差异的两个桃品种为试材，采用同源序列法和RACE技术克隆调控果实成熟软化的关键组分N-聚糖加工酶α-Man和β-Hex的cDNA全长；利用实时定量PCR技术分析在自然成熟、外源乙烯及乙烯受体抑制剂1-MCP处理下，这两个基因在耐贮性不同桃果实中表达模式的差异，并分析其酶活性动态变化特征的差异。同时借助于α-Man和β-Hex活性调节剂处理，进一步分析桃果实软化过程中α-Man和β-Hex对乙烯生物合成和信号转导途径关键组分以及细胞壁降解相关酶表达量及活性的影响。通过以上几方面的研究可明确α-Man和β-Hex在桃果实软化中的作用及其机理，从而为全面阐明桃果实的成熟软化机制以及高效培育耐贮品种提供理论依据，同时为其他植物果实成熟软化机制的研究提供参考。

针对桃果实耐贮性亟待提高而成熟软化机理尚未完全阐明的问题，本项目以细胞壁的糖代谢为切入点，以耐贮性存在明显差异的桃品种为试材，研究N-聚糖加工酶α-Man 和β-Hex对桃果实成熟软化的调控作用，并对其可能的机制进行分析。已基本完成了项目所规定的任务计划。主要获得了以下研究结果：.（1）从桃果肉中克隆了Pp α-Man基因的cDNA全长。在正常成熟软化的桃果实中，α-man 表达量高峰与乙烯释放量高峰相伴出现，且均出现在硬度下降前一天；外源乙烯处理α-man 基因表达高峰提前1 d 出现，且峰值显著高于对照果实；而1-MCP处理可使α-man 基因的表达高峰延迟1 d，且贮藏后期α-man 基因的表达受到极显著抑制。.（2）从桃果肉中克隆了PpHex1和Pp Hex2基因的cDNA全长。在果实发育期间，β-hex酶活性和Pphex1表达量均表现出在幼果发育期较高，然后迅速下降，到果实成熟期又显著升高。而Pphex2 表达量在果实发育期一直很低，到果实成熟期其表达量迅速升高。在果实贮藏期，Pphex1在果实贮藏前期表达量相对较高，其后在整个贮藏期间的表达量一直较低。Pphex2在整个贮藏期间表达量都较高。β-Hex抑制剂2-ADN处理显著抑制β-Hex酶活性和PpHex1和PpHex2基因的表达量；同时显著减缓果实的软化速率，抑制乙烯的合成和PpACS和PpACO的表达。2-ADN处理也显著抑制Endo-PG、exo-PG 和 PME 酶活性。此外，外源乙烯处理显著增加贮藏初期Pphex1和Pphex2的表达量；而1-MCP处理显著抑制贮藏初期PpHex1表达水平和整个贮藏期间Pphex2的表达量。.（3）不同质地桃品种果实采后的成熟软化特征存在明显差异。溶质（软溶和硬溶）桃果实在贮藏期间均表现出细胞壁降解酶包括Endo-PG、PME、β- Gal和CX酶活性较高，在贮藏的前期和中期表现尤为明显；而相比较而言α- man和β-Hex酶活性一直较低。不溶质桃果实在整个贮藏期间细胞壁降解酶Endo-PG、PME、β- Gal和CX酶的活性均一直保持相对稳定，且活性较低；而α-Man和β-Hex酶活性变化均呈双峰曲线，酶活性显著高于溶质桃品种；且Ppα- man、Pphex1和Pphex2的相对表达量显著高于溶质桃品种，在贮藏中期和后期表现尤为尤为明显。