NO在采后香蕉耐冷性诱导中的信号转导作用研究

冷害是目前果实采后贮运过程中存在的主要问题之一，也是果实采后生物学领域研究的重要问题之一。当前，国内外主要从自由基和细胞膜生物学角度研究果实冷害。近几年来，NO作为信号分子在植物抗逆性中的作用日益为人们所重视。本项目拟从NO信号转导角度研究香蕉果实采后冷害，主要研究1）外源NO处理及抑制内源NO合成对采后香蕉冷害发生、耐冷诱导性及信号转导中介物水平的影响；2）H2O2及其它信号分子对NO合成及NO信号转导中介物水平的调控作用；3）有效耐冷诱导处理（如热处理）与NO合成和信号转导的关系等。研究结果可望阐明NO在香蕉采后冷害发生及耐冷性诱导中的信号转导途径、作用方式和调控模式。本项目研究成果在理论上可丰富果实冷害的发生发展机制；在实践上，为进一步探讨适当的减轻果实贮运冷害的技术提供新思路。

冷害是目前热带、亚热带果实采后贮运过程中存在的主要问题之一，研究低温对采后果实伤害的机理及其控制方法，一直以来是果实采后生物学研究中的一个重要领域。近几年来，NO作为信号分子在植物抗逆性中的作用日益为人们所重视。本项目主要研究了NO作为信号分子在果实耐冷性中的作用，探索了一些提高果蔬耐冷性的措施及其作用机理。结果表明：1）NO能诱导番木瓜果实耐冷性，且NO在热处理和H2O2处理诱导的果实耐冷性中起枢纽作用，热处理诱导的番木瓜果实耐冷性需要H2O2的介导，而NO介导了H2O2诱导的番木瓜果实耐冷性；2）热处理或过氧化氢或NO处理通过NO的信号转导作用，调节果实抗氧化酶基因（APX、CAT、GR、MSR、SOD、Trx、TrxR）的表达和提高果实抗氧化能力，使果实膜脂和蛋白质（特别是含巯基蛋白质氨基酸和受Trx调控的蛋白）保持适当的氧化还原状态，降低了低温对果实组织中生物大分子的氧化损伤，从而提高了果实的耐冷性；热处理或H2O2或NO处理的果实中HSP和MAPK基因表达分析表明，热处理和过氧化氢也能通过各自的信号转导部分诱导果实的耐冷性。3）同样，NO处理提高了三华李果实抗氧化能力和诱导了果实耐冷性，但明显抑制了酚类物质代谢关键酶PAL活性和酚类物质的合成，表明NO诱导的抗氧化酶活性在耐冷诱导中起主要作用，而非小分子抗氧化物质；4）1-MCP加重了香蕉果实冷害，但显著诱导了黄秋葵果实耐冷性；草酸和短期厌氧处理分别诱导了李和马蹄果实耐冷性，这些耐冷诱导处理均可能通过信号转导作用提高了果实的抗氧化水平，NO是否介导了这些耐冷诱导处理需要进一步研究。本项目发表SCI收录论文7 篇；获7项国家发明专利，申请2项国际PCT专利和9项国家发明专利；获省部级奖励2项；培养硕士生4名（2人获学位、1人转博、1人将答辩），合作培养博士生3名（均未答辩）。