熱和1-MCP處理調(diào)控采后桃果實蛋白表達(dá)的研究.pdf

1、桃是中國產(chǎn)量第四大的水果，不耐貯藏是我國南方水蜜桃產(chǎn)區(qū)的主要問題，采后常溫下2-3天就開始迅速衰老變質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品在市場上的流通和供應(yīng)期受到限制，影響了市場的供應(yīng)和果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)利益，因此桃果實的成熟衰老機(jī)理及其保鮮技術(shù)受到密切的重視。
　　 本研究通過采后熱處理和1-MCP單獨或結(jié)合處理桃果實差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究，對差異蛋白進(jìn)行功能鑒定、分析和歸類，有助于了解和掌握采后1-MCP和熱處理單獨或結(jié)合處理對桃果實成熟衰老調(diào)控的分子機(jī)理，為

2、深入闡釋桃果實成熟衰老的分子機(jī)理提供參考，也為生產(chǎn)實踐中開發(fā)桃果實的保鮮技術(shù)提供理論指導(dǎo)。本研究的主要研究結(jié)果如下:
　　 1.試驗以“暉雨露”水蜜桃為材料，提取常溫貯藏期間熱處理(48℃，10min)和對照果實的蛋白后進(jìn)行雙向電泳，對獲得的蛋白圖譜進(jìn)行了比較，并采用串聯(lián)質(zhì)譜和數(shù)據(jù)庫匹配進(jìn)行功能分析。結(jié)果顯示，熱處理和對照桃果實共鑒定出30個2-fold以上的差異蛋白點，這些蛋白參與了不同的代謝過程。經(jīng)過鑒定的蛋白質(zhì)按照其功能可

3、以分為6類，包括抗脅迫(43.29％)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)(16.78％)、蛋白命運(13.09％)、能量和代謝(6.71％)、成熟衰老(3.36％)和未分類蛋白(16.78％);未分類蛋白包括成功匹配但暫時還沒有確定其功能的蛋白。這些蛋白中，所占比例最大的是與抗脅迫相關(guān)的蛋白，其次是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的蛋白。蛋白功能的分析結(jié)果表明，熱處理激活抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)，誘導(dǎo)一些抗脅迫蛋白的表達(dá)，增加細(xì)胞結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，促進(jìn)體內(nèi)變性蛋白的降解，增強(qiáng)自身防御能力;抑

4、制糖酵解和減少細(xì)胞內(nèi)的代謝，抑制與成熟相關(guān)蛋白的表達(dá);表明熱處理對成熟的調(diào)節(jié)主要通過提高脅迫反應(yīng)和防御的能力及抑制代謝而發(fā)揮作用的。
　　 2.以1-MCP(10 uL.L-112 h)和乙烯利（2000μL·L-1乙烯利浸泡10 min）處理桃果實，經(jīng)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，共有35個點在經(jīng)過1-MCP和乙烯利處理后具有1.5-fold以上的差異表達(dá)，其中:26個蛋白被1-MCP調(diào)控，包括9個上調(diào)蛋白和17個下調(diào)蛋白;27個蛋

5、白被乙烯利調(diào)控，包括12個上調(diào)蛋白和15個下調(diào)蛋白;8個蛋白被1-MCP下調(diào)但被乙烯利上調(diào)，5個蛋白被1-MCP上調(diào)但被乙烯利下調(diào);另外，還有3個蛋白同時被1-MCP和乙烯利下調(diào)。差異蛋白的功能包括:能量和代謝（34.29％，包括17.14％能量代謝，5.71％碳水化合物代謝，5.71％核苷酸代謝和5.71％氨基酸代謝）、細(xì)胞結(jié)構(gòu)（22.83％，包括14.29％細(xì)胞命運和8.57％細(xì)胞骨架重組）、蛋白命運（17.14％,包括8.57％蛋

6、白合成，5.71％蛋白修飾和5.71％結(jié)合蛋白功能）、脅迫反應(yīng)和脅迫(14.29％)和成熟與衰老(8.57％);能量和代謝及細(xì)胞結(jié)構(gòu)比例最高。差異蛋白對成熟調(diào)節(jié)模式的分析結(jié)果顯示，乙烯利和1-MCP對桃果實成熟的調(diào)節(jié)十分復(fù)雜且在代謝途徑上表現(xiàn)出不同的方式。乙烯利可以誘導(dǎo)ACC氧化酶和脫落酸脅迫成熟相關(guān)蛋白的表達(dá)，加速糖酵解代謝，調(diào)控半乳糖代謝、谷氨酸代謝和蛋氨酸代謝;相對于乙烯利處理促進(jìn)果實成熟而言，1-MCP抑制桃果實成熟主要表現(xiàn)在以

7、下方面:一是抑制了果實成熟期間的代謝作用，如淀粉的降解、減弱糖酵解和磷酸戊糖代謝途徑和其他的碳氮代謝;二是限制了細(xì)胞中鈣離子的損失和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的分解而保持細(xì)胞的功能.;三是顯著抑制了ACC氧化酶表達(dá)進(jìn)而減少乙烯生物合成及ASR的表達(dá);四是誘導(dǎo)了熱激蛋白和伴侶蛋白60的表達(dá)以保護(hù)果實細(xì)胞。
　　 3.研究了熱水(48℃，10min)結(jié)合1-MCP(10 uL.L-112h)處理桃果實貯藏期間蛋白差異表達(dá)情況，結(jié)果顯示，42個蛋白點

8、在經(jīng)過1-MCP結(jié)合熱處理處理后具有1.5-fold以上的差異表達(dá)，這些蛋白點共分為5類，包括脅迫反應(yīng)和防御(35.71％)能量和代謝(30.95％)、成熟和衰老(14.29％)、細(xì)胞結(jié)構(gòu)(14.29％)以及蛋白命運(4.74％)。1-MCP結(jié)合熱處理后桃果實成熟期間差異蛋白的功能類型與熱處理、1-MCP處理發(fā)生了改變，能量和物質(zhì)代謝、脅迫反應(yīng)和防御兩者的比例顯著提高，且出現(xiàn)了鈣調(diào)蛋白、果膠甲酯酶抑制因子、細(xì)胞質(zhì)型蘋果酸脫氫酶等特征性表

9、達(dá)的功能蛋白。利用PSORT(http://wolfpsort.org/)進(jìn)行蛋白的細(xì)胞亞定位預(yù)測分析表明，42個差異蛋白中有21個存在于細(xì)胞質(zhì)，8個分別位于線粒體和葉綠體，3個位于細(xì)胞核，1個位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，1個位于內(nèi)膜。
　　 結(jié)果同時表明，1-MCP和熱水結(jié)合處理，通過加強(qiáng)桃果實脅迫反應(yīng)和防御的能力、增強(qiáng)桃果實清除氧自由基的能力、抑制桃果實物質(zhì)和能量的代謝、限制細(xì)胞中鈣離子的損失和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的分解而保持細(xì)胞的功能、誘導(dǎo)熱激蛋白