采后番茄果实抗病诱导过程中茉莉酸甲酯与一氧化氮协同作用机制

果蔬采后病害防治是世界性难题，大量化学农药的使用威胁生态环境和人类健康，研究广谱、安全、高效的抗性诱导具有重要意义。我们的前期研究发现，信使分子一氧化氮（NO）的迸发作为原初事件与茉莉酸甲酯（MeJA）在植物抗性诱导中都起着重要作用，且关系密切。本项目拟以采后番茄果实为材料，在避开乙烯途径干扰基础上，通过创建MeJA和NO缺失体系，从分子水平、细胞水平、生化水平等层面揭示MeJA诱导番茄果实抗病性过程中，NO和MeJA两信号相互作用的时空间特征，以及相应的调节与反馈响应；通过创建关键酶失活系统，了解内源MeJA和NO在番茄果实抗病诱导过程中时序效应及代谢方向，并通过调节组织内部精氨酸代谢方向，探讨MeJA和NO在果实抗病诱导中的整合途径，确定两信号交叉互作在寄主应答过程中的关键调控点，探索番茄果实采后病害综合诱抗调控途径，并为探讨新的采后保鲜方法及果实病害的安全控制提供思路。

病害控制是我国果蔬采后贮运中的主要难题，研究安全、高效的果蔬病害的抗性诱导具有重要意义。NO信号分子与植物激素MeJA在植物抗性诱导中都起着重要作用，且关系密切。而目前关于MeJA和NO之间的研究大多集中在成熟衰老因子的调控方面，且研究材料也多是悬浮培养细胞或叶片，对更具现实意义的果实水平上的诱导抗病研究亟待深入。本项目首先以采后番茄果实为材料，通过创建MeJA和NOS缺失体系，详细研究了MeJA、NO前体物质L-Arg在采后抗病中的作用及特点。结果表明二者在番茄果实诱导抗性反应中均起到重要作用，且均主要是通过调控番茄果实体内的生理变化实现的诱导抗病性，具有浓度效应。. 在以上基础上，我们从分子水平和生化水平等层面研究了MeJA诱导番茄果实抗病性过程中NO合成和精氨酸代谢的变化规律，结果发现NOS途径产生的NO参与了MeJA诱导的采后番茄果实的抗病反应，Arg可直接诱导采后番茄果实抗病能力的提高，也可通过NOS途径参与到MeJA的抗性诱导过程中；另外一方面，我们反过来研究了NO诱导番茄果实采后抗病中JAs物质的含量变化及代谢相关酶活在转录水平的变化规律，结果显示在诱导抗性过程中NO 和JAs 存在一个平衡关系，NO 对JAs 的调控存在浓度效应。在诱导抗性过程中，NO 能够诱导JAs 合成酶LOX 和丙二烯氧化氮合酶AOS 活性的增加，促进JAs 含量的增加，而结合JAs 生物合成抑制剂会起到削弱作用，同时也削弱了NO 对番茄果实抵抗灰霉病病原菌侵染的诱导能力，说明JAs 在NO 诱导抗性过程中的作用是不可或缺的。此外，我们发现，NO 诱导了JA 信号途径关键调控子COI1的表达，对另一关键调控子MPK4 的表达起抑制作用。最后，为探讨新的采后保鲜及果实病害的安全控制方法，我们大胆创新性的将NO及其前体物质L-Arg应用于采前研究，探讨了采前多种处理方式对采后果实抗病能力的影响，证实了采前NO和L- Arg 处理是可以有效控制果实采后病害发生的新方法。