中短波紫外线对采后番茄果实酚类代谢的调控机理研究

Phenolic compounds, an important phytonutrient, can be induced by postharvest ultraviolet irradiation (UV-B and UV-C) in fruits and vegetables. In this project, effects of postharvest ultraviolet irradiation on the major intermediate products and key enzymes of phenolics metabolism in tomato fruit will be systematically studied, and the changes in phenolics metabolism induced by postharvest ultraviolet irradiation will be explored and summarized. Furthermore, the expression of genes encoding the key enzymes and MYB transcription factors involved in phenolics metabolism will be studied and identified, which will provide a foundation for further exploring the transcription regulatory mechanisms of genes relevant to phenolics metabolism. The research will provide a theoretical basis for application of ultraviolet irradiation on postharvest fruits and vegetables, which can supply the useful non-chemical technique for improving nutritional quality in fruits and vegetables.

酚类化合物是一类非常重要的植物营养素，利用中短波紫外线（UV-B、UV-C）照射可使采后果蔬的酚类代谢途径加强，诱导酚类化合物的积累，在果蔬采后处理中受到广泛关注。本项目从紫外线照射的有益利用角度出发，系统研究中短波紫外线照射对采后番茄果实酚类代谢主要中间产物和关键酶的影响，探索和总结紫外线照射诱导的酚类代谢变化规律，并研究紫外线照射诱导的酚类代谢关键酶编码基因的表达变化，鉴别受紫外线照射调控的酚类代谢相关MYB转录因子，为进一步探索代谢相关基因的转录调控机制奠定基础。研究结果可为紫外线照射作为品质调控手段在采后果蔬上的应用建立基础，对开发采后果蔬的非化学品质调控技术，提高营养品质有积极意义。

酚类化合物是一类非常重要的植物营养素，利用中短波紫外线照射可使采后果蔬的酚类代谢途径加强，诱导酚类化合物的积累，在果蔬品质调节方面具有潜在意义。.本项目从紫外线照射的有益利用角度出发，研究了中短波紫外线照射对采后番茄果实总酚及酚类代谢主要中间产物含量、关键酶活性、以及酚类代谢关键酶编码基因表达的影响。结果表明，绿熟番茄经40 kJ/m2 UV-B或4 kJ/m2 UV-C照射处理，能有效提高番茄果实中总酚以及酚类代谢主要中间产物如绿原酸、p-香豆酸、咖啡酸、原儿茶酸等含量，并显著提高了酚类代谢途径关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羟化酶（C4H）、4-香豆酸-辅酶A连接酶（4CL）、查尔酮合成酶（CHS）和查尔酮异构酶（CHI）的活性。实时荧光定量PCR分析表明，UV-C或UV-B照射处理上调了酚类代谢途径关键酶编码基因PAL5、C4H、4CL、CHS2、CHI、F3H和FLS的表达，提示UV-B或UV-C照射处理从调节相关基因表达的层面深刻影响了采后番茄果实的酚类代谢。这些结果表明，UV-B或UV-C照射可诱导番茄果实的酚类代谢，积累酚类次生代谢物质。.SlPAL5基因是酚类代谢途径的关键基因，研究调控SlPAL5基因表达的转录因子对进一步阐述UV-C照射诱导的采后番茄果实酚类化合物合成的调控机制具有重要意义。本项目中，构建了用于酵母单杂交筛选的番茄果实pGADT7-Rec2酵母单杂交文库, 其库容量为1.44×107 CFU, 重组率为100%，插入片段长度在800-3000 bp之间。综合这3个衡量文库质量的重要指标，表明此cDNA文库代表性可以得到保证。酵母单杂交筛选结果经测序和Blast同源性分析，获得SlERF7转录因子。酵母单杂交进一步证实SlERF7能与SlPAL5启动子结合。这些研究结果表明, SlERF7可能参与调控SlPAL5的转录, 为深入研究UV-C照射诱导的采后番茄果实酚类化合物合成的调控通路奠定了基础。