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乙烯代谢对六出花鲜切花瓶插品质的影响机制研究

花匠小妙招
2024-08-16 21:35

乙烯代谢对六出花鲜切花瓶插品质的影响机制研究

【摘要】： 六出花(Alstroemeria hybrida)是多年生宿根花卉,世界重要鲜切花,对乙烯非常敏感。本文以花苞期的六出花切花为供试材料,以基础瓶插液(1%蔗糖+200 mg/L 8-羟基喹啉)为阴性对照(CK),在基础瓶插液中分别加入了不同浓度的乙烯利(ETH,阳性对照)、纳米银(NS)、水杨酸(SA)和精胺(SP),针对在瓶插过程中切花衰老相关指标的变化,对其进行了形态、生理和基因三个层面的分析,初步探究了乙烯影响六出花切花瓶插品质的机制,旨在为六出花切花保鲜剂的研发提供理论依据,主要结果结论如下:(1)添加ETH的瓶插液显著缩短了六出花切花瓶插寿命,但添加4 mg/L NS、10 mg/L SP和75 mg/L SA瓶插液均能延长切花瓶插寿命,分别延长瓶插寿命2 d、1.6 d和0.4 d,其中以含有4 mg/L NS瓶插液处理效果最佳。含有乙烯利的瓶插液处理显著提高了六出花瓶插期花瓣乙烯代谢水平,瓶插6 d时,ETH处理组六出花花瓣乙烯释放速率较CK增加了107.82%(P<0.05)。降低了花枝鲜样质量和花瓣中可溶性糖和可溶性蛋白含量,促进了花瓣丙二醛含量和相对电导率的增加。含有纳米银、水杨酸、精胺的瓶插液处理六出花切花均与乙烯利处理呈现相反的变化规律,均不同程度地降低了瓶插期六出花花瓣乙烯代谢水平,瓶插9 d时,NS、SP和SA处理组花瓣乙烯释放速率较CK分别降低了34.20%、38.08%和24.47%(P<0.05)。延缓了花枝鲜样质量、花瓣可溶性糖和可溶性蛋白含量的降低,抑制了丙二醛含量和相对电导率的升高。生理生化指标相关性分析表明乙烯释放速率与花朵萎蔫率的person相关性系数最高为0.831,说明的乙烯是影响六出花瓶插品质的最关键因子,证明六出花为乙烯末期上升型敏感型花卉。(2)参照NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)六出花转录组数据,利用RT-PCR技术从六出花花瓣中克隆出5个乙烯合成及信号转导相关的全长基因(Al ACS、Al ACO、Al ERS1、Al CTR1和Al EIN3),序列长度分别为1443 bp、954 bp、1659 bp、2577 bp和1957 bp,编码了481、318、553、859和652个氨基酸,预测蛋白大小分别为53.75 k Da、35.55 k Da、61.07 k Da、95.09 k Da和72.85 k Da。将预测的氨基酸序列与同源基因序列对比分析可知,六出花Al ACS、Al ACO、Al ERS1、Al CTR1和Al EIN3基因编码的氨基酸分别与百合科郁金香,凤梨科凤梨和兰科深圳拟兰遗传进化关系较近。利用q RT-PCR技术探究六出花开花各时期基因的表达量显示,乙烯合成基因Al ACS和Al ACO与乙烯的生成规律相一致,是调控乙烯生成的关键基因,Al ERS1、Al CTR1和Al EIN3受上游乙烯合成基因调控呈逐渐上升趋势。添加ETH的瓶插液处理增加了这些基因的表达量;而3种乙烯抑制剂处理下则不同程度地抑制这些基因的表达,其中以4 mg/LNS效果最佳,可以最大程度地延缓六出花切花衰老,提高切花瓶插品质。(3)成功构建了六出花Al ACO基因原核表达载体p ET-30a-Al ACO,经IPTG诱导后基因工程菌(DE3)高效表达了六出花Al ACO重组蛋白。对Al ACO蛋白在大肠杆菌中的表达体系进行优化,发现不同温度(16℃、25℃和37℃)下均能诱导蛋白表达,其中16℃低温诱导的重组蛋白总含量低于25℃和37℃;0.01 m M IPTG诱导的可溶性蛋白含量高于0.1 m M,诱导4 h的可溶性蛋白含量明显高于14 h。通过蛋白纯化得到了含6×His标签的可溶性重组蛋白,通过金属螯合层析法纯化并检测活性,最终获得了具有生物学活性的重组蛋白,这为进一步研究Al ACO蛋白的功能奠定了基础。

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2022

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