CBF冷信號途徑在熱處理誘導采后香蕉果實抗冷抗病中的響應.pdf

1、香蕉（Musaacuminata，AAA group）是熱帶、亞熱帶地區(qū)的主要水果之一，同時也是一種糧食作物。采后香蕉果實對低溫比較敏感，貯運溫度低于11℃易發(fā)生冷害。此外，采后香蕉果實也很容易感染炭疽病菌而造成病害腐爛現象。這些都嚴重影響采后香蕉果實的外觀品質和貯藏運輸，造成嚴重的經濟損失。因此，研究采后香蕉果實的抗冷害和抗病害的應用技術及其發(fā)生機制，都有著重要的理論意義和應用價值。本文以巴西香蕉（Musa.AAAgroup，cv.

2、Brazil）為研究材料，研究了在熱處理（Hot water dipping，HWD）誘導下減輕采后香蕉果實貯藏過程中的冷害和病害的問題。主要運用實時熒光定量 PCR技術對冷信號、活性氧、鈣信號、熱激蛋白（HSP70）以及熱激轉錄因子（HSFA1）在熱處理以后分別貯藏于常溫20℃和低溫7℃條件下基因表達的水平進行檢測。探討了熱處理以后采后香蕉果實的抗冷機理，以及冷信號通路與活性氧、鈣信號、HSP70、HSFA1的關聯性；同時也探討了采后

3、香蕉果實在貯藏過程中，冷信號通路基因與病害脅迫的關系。
　　主要研究結果如下：
　　1.熱處理誘導的MaICE基因表達量在低溫7℃貯藏1h時迅速升高達到最高峰，DREB類（MaDREB1D、MaDREB1E、MaDREB1G及MaDREB3）基因表達量在7℃處理1h均有一個最大值，之后MaCOR413基因在低溫7℃時4h有一個表達高峰。其中MaDREB1D的表達模式與其他DREB基因有所不同，除了在1h有一個最大值，MaDR

4、EB1D基因在120h（冷害癥狀突出）時又出現一個表達最高峰?？梢?，熱處理誘導采后香蕉果實的抗冷性可能與 CBF冷應答通路密切相關。
　　2.熱處理對 MaAPX、MaMAPK、MaCAT、MaNOX在常溫20℃貯藏條件下有明顯的誘導作用，使基因表達有不同程度的增強；而MaCAT、MaNOX基因在低溫7℃條件貯藏時并沒有特別明顯的響應抗冷作用。同時對比冷信號通路ICE-CBF-COR的表達時間模式可知，其響應熱處理的時間點類似，可

5、以推斷出熱處理誘導了活性氧信號與冷信號通路的共同響應，且響應使得活性氧基因表達呈現上調作用。
　　3.熱處理后常溫20℃貯藏時誘導了鈣信號基因MaCA、MaCMTA3表達的上調，進入低溫7℃貯藏后，基因表達呈現下調趨勢，但總體要高于對照組；而MaCaM、MaCDPK基因在熱處理誘導后常溫20℃貯藏時表達量較高，進入低溫7℃后表達量持續(xù)升高，并高于對照組。鈣信號基因均對熱處理后在常溫20℃和低溫7℃貯藏下的冷脅迫進行了響應，且與冷信

6、號通路基因表達具有相同趨勢變化，即在熱處理后的1-4h基因表達量迅速增高，在低溫7℃脅迫時也有較高的表達量響應，同時還有共同參與調控抗冷脅迫的鈣離子信號。推測熱處理誘導了鈣信號與冷信號通路共同響應，且響應具有交叉的調控網絡。
　　4.在低溫7℃貯藏誘導的香蕉果實MaHSFA1基因表達量逐漸下降。52℃熱處理誘導MaHSFA1基因表達增強，且在熱處理后0.5h有一個較小的基因表達峰值。在低溫7℃貯藏過程中，經熱處理后的MaHSFA1

7、基因表達在貯藏4h迅速升高至峰值，之后又迅速下降，在整個處理過程中，熱處理的MaHSFA1基因表達量一直高于對照組（7℃，120h除外）。低溫7℃貯藏導致香蕉果實MaHSP70基因表達量下降。香蕉經熱處理后的0.5h其MaHSP70基因表達迅速升高至最大值，是對照的4倍多，之后逐漸下降。經熱處理的香蕉MaHSP70基因表達在7℃貯藏下整體呈現下降趨勢，但一直高于對照。總的來說，熱處理誘導的采后香蕉果實的抗冷性可能與MaHSP70和MaH

8、SFA1基因表達密切相關。
　　5.采后香蕉果實經熱處理后接種炭疽病菌，發(fā)現熱處理組的炭疽病病斑和炭疽病病情爆發(fā)情況都小于對照組，表明熱處理可以提高采后香蕉果實的抗病能力。采后香蕉果實接種炭疽病菌以后，經過對冷信號通路基因的定量表達實驗分析可知，只接種炭疽病的MaICE基因表達量遠低于對照組，表達量逐漸降低，與病斑大小呈現負相關，推測MaICE并沒有響應病害脅迫；而接種炭疽病后的MaDREB3基因表達量與對照組并沒有差異，推測Ma

9、DREB3并沒有響應病害脅迫；但是接種炭疽病菌對冷信號通路基因MaDREB1D、MaDREB1E、MaDREB1G、MaCOR413有部分誘導影響作用，可以推測冷信號通路基因與采后香蕉果實的病害脅迫可能有一定的關聯性。
　　綜上所述，熱處理誘導的采后香蕉果實抗冷性的提高與ICE-CBF-COR抗冷通路相關，CBF途徑迅速升高可作為一個早期響應信號，并發(fā)現這條抗冷通路與活性氧、鈣信號、HSFA1、HSP70組成相互關聯的調控網絡。此