乙烯调控MdCER6介导的苹果表皮蜡质合成的机制

蜡质在维持苹果品质、提高苹果耐贮性和表皮抗病性中起重要作用。蜡质合成决定了苹果表皮蜡质的组成与结构。控制乙烯的水平可影响苹果表皮蜡质的合成，改变其组成和结构，影响果实品质及表皮病害的发生。但目前对乙烯调控苹果表皮蜡质合成的机制还不清楚，需要深入研究。.本研究通过克隆苹果MdCER6并转化番茄，验证MdCER6在蜡质合成中的关键作用；通过控制乙烯水平，研究乙烯对苹果不同发育阶段和采后贮藏期间MdCER6及其下游基因MdCER4、MdWSD1和MdMAH1表达的调控模式，以及对苹果表皮蜡质组成、含量、结构和抗病性的影响，初步阐明乙烯调节苹果表皮蜡质合成、影响苹果表皮蜡质组成和表皮抗病性的机制。.研究的结果可为全面阐明苹果蜡质合成途径及其关键调控位点奠定基础。同时也为在实践中通过栽培技术手段调控苹果蜡质合成，改善苹果品质、提高苹果耐贮性和抗病性提供参考。

鉴于表皮蜡质在苹果感官和抵抗逆境中的重要性，阐明苹果表皮蜡质合成、转运和分泌的分子机制，以及该过程对乙烯调控的反应，对于改善、控制和利用苹果表皮的组成和结构具有重要的意义。为实现该目标，本项目主要完成了以下研究：.（1）以红星苹果（Malus domestica Borh. cv. Starking）为试材，克隆了表皮蜡质合成中四个关键基因MdCER6、MdCER4、MdWSD1、MdMAH1，分析了其蛋白质结构及功能，确定其分别编码β-酮酯酰CoA合成酶、合成醇的脂肪酰基转移酶、酰基转移酶WSD1、细胞色素P450酶中的CYP86B1。.（2）采用荧光实时定量PCR技术，研究了MdCER6、MdCER4、MdWSD1、MdMAH1四个基因在果实发育和采后表达模式。结果发现，苹果发育期早期以酰基还原途径（MdCER4、MdWSD1）为主，后期以脱羰基途径（MdMAH1）为主；在果实采收以后，MdCER6、MdWSD1、MdMAH1、MdCER4四个基因的表达初期（60-90d）高于后期（90d以后）。实验同步研究了红星苹果蜡质在发育和采后冷藏期间含量与组成的动态变化。.（3）研究了采前和采后正负乙烯信号处理对蜡质合成（MdCER6、MdCER4、MdWSD1、MdMAH1）和乙烯信号转导（MdETR1、MdCTR1）基因表达的影响。结果发现，采前处理7d后可见对MdCER4、MdWSD1、MdMAH1和MdETR1的同步调节；采后MdETR1和MdCTR1的表达与MdCER6和MdWSD1一直同步，因此，二者存在共调节。该结果说明，采后乙烯处理刺激了蜡质合成中的酰基还原途径过程，而对于脱羰基途径的影响仍需要进一步研究。.实验同步测定了上述处理条件对苹果表皮蜡质含量、组成及可溶性固形物、可滴定酸含量、硬度、虎皮病等的影响。.（4）GC-MS研究结果发现，发生虎皮病苹果表皮蜡质组成种类中酯、醇和酸总量都明显增加；SEM研究结果发现，发生虎皮病的果实表皮蜡质出现凝聚，起伏较多。.（5）本项目建立了苹果表皮蜡质提取方法及GC-MS检测技术，并采用该技术，研究了7个苹果品种在发育期和/或冷藏期间表皮蜡质含量及组成变化，比较了品种间的差异。. 本结果对将来进一步阐明苹果表皮蜡质合成、转运和分泌，以及阐明该过程对乙烯调控的反应，都具有重要的意义。