2,4-二氯苯氧乙酸保鮮柑橘果實采后品質機理.pdf

1、2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)是最有效的柑橘果實采后保鮮劑，但其安全性存在爭議。尋求安全高效的2，4-D替代品是柑橘采后處理中亟待解決的問題，探索2，4-D的保鮮作用機理可為尋求新型保鮮劑提供科學依據。本研究以奧林達夏橙(Citrus sinensis(L.) Osbeck)為材料，利用基因芯片、蛋白質雙向電泳技術、HPLC-MS/MS、GC、掃描電子顯微鏡和GC-MS系統(tǒng)分析了2，4-D處理誘導的果皮變化。為了進一步尋找2，4-D

2、調控的早期響應關鍵基因，本研究以“國慶一號”溫州蜜柑（Citrus Unshiu Marc.cv.Guoqing No.1）為材料，比較了促生長類植物激素2，4-D、IAA、GA3和24-epiCS的保鮮效果并利用柑橘基因芯片比較了各激素在1h內的果皮瞬時響應基因。本研究的主要結果如下:
　　1.2，4-D處理奧林達夏橙果實誘導的宏觀及微觀變化
　　轉錄組數據表明，500mg/L2，4-D處理后奧林達夏橙果皮內共有3413個

3、差異基因，其功能可分為34類。蛋白合成折疊降解、RNA轉錄、物質轉運、次生代謝和激素代謝相關差異基因在處理后顯著富集。其中轉錄因子（主要為AP2/ERF、WRKY和NAC轉錄因子家族成員）、物質轉運和激素代謝相關的基因在處理后24h內顯著上調，推測此類基因可能參與了2，4-D的早期信號傳導及對下游基因表達的調控過程;逆境反應相關基因在處理后48h至72h顯著上調，細胞壁代謝相關基因在處理后48h至72h顯著下調，此兩類功能基因可能直接參

4、與行使2，4-D的保鮮功能;次生代謝相關基因尤其是苯丙烷類代謝、木質素和蠟質合成相關基因在4個時間段內持續(xù)上調，推測此類基因在2，4-D信號傳導及保鮮過程中均行使了重要作用。
　　比較蛋白質組數據表明，2，4-D處理后99個蛋白在轉錄后水平上具有表達差異，其中76個差異蛋白被成功鑒定，功能分為11類，它們主要參與逆境響應、植物激素合成-代謝和信號傳導、蛋白合成-折疊-修飾-降解、糖轉化和TCA循環(huán)。該結果與轉錄組數結果基本一致。這

5、四類差異蛋白在2，4-D處理后顯著積累且分別占總差異蛋白的25％、12％、12％和12％。
　　果皮激素含量檢測結果顯示，2，4-D處理后2，4-D殘留量、ABA和SA含量顯著積累，乙烯釋放量顯著降低。2，4-D處理前后果皮表面蠟質總量無明顯改變，但蠟質組分及比例發(fā)生顯著改變，其中長鏈醛類物質相對比例提高，長鏈烷烴相對比例下降。果皮表面蠟質的超微結構發(fā)生明顯改變。此外，對照果實果皮表面粗糙、蠟質疏松，伴隨有蠟質晶體和條狀裂紋，氣孔

6、鑲嵌于蠟質中，氣孔口明顯可見。而處理后果皮表面相對光滑、緊實，蠟質晶體變小減少，氣孔口被溶解的蠟質晶體覆蓋。兩年重復貯藏實驗和生理數據檢測結果表明2，4-D顯著降低柑橘果實采后腐爛率和呼吸強度，顯著提高果皮木質素含量和含水量，但對失重率沒有顯著影響。
　　2.4種激素(2，4-D、IAA、GA3和24-epiCS)的柑橘保鮮效果評價及響應基因的比較轉錄組分析
　　與對照相比200mg/L和500mg/L的2，4-D、50mg

7、/L的IAA、50mg/L的GA3和5mg/L的24-epiCS處理均可顯著降低溫州蜜柑果實采后腐爛率，但激素間的效果差異較大，IAA與2，4-D防腐效果（腐爛率約為4％）顯著優(yōu)于GA3與24-epiCS（腐爛率約為14％）。2，4-D在貯藏4W內，GA3在貯藏后4-6W顯著提高果實硬度，IAA與24-epiCS降低果實硬度。IAA和24-epiCS顯著降低果實失重率和果皮含水量。各激素對內在品質的影響較小，4種激素處理對可溶性固形物和

8、抗壞血酸含量沒有顯著影響;IAA、GA3和200mg/L2，4-D降低果汁可滴定酸，24-epiCS和500mg/L2，4-D對可滴定酸無明顯影響。
　　比較轉錄組數據表明，2，4-D、IAA、GA3和24-epiCS在處理后1h內分別誘導812、386、864、391個基因差異，其中各自上調基因占其調控的總差異基因的63.4％至89.2％。4者總共調控1214個差異基因，其中177個(14.6％)受4種激素共同調控。2，4-D和

9、GA3、或IAA和24-epiCS調控的差異基因間相似度均達到72％左右。差異基因功能分為11類，其中RNA轉錄、信號傳導相關基因在各激素處理后顯著富集，且AP2/EREBP、WRKY、C2C2(Zn)CO-like鋅指轉錄因子家族成員在4種激素處理后均顯著上調，暗示各激素信號傳遞通路互相交叉。
　　IAA處理后顯著富集的5類基因沒有特異性，說明IAA可與其它3種激素信號通路相互銜接。2，4-D和GA3特異調控大量蛋白質合成降解相

10、關基因表達。24-epiCS和GA3特異調控次生代謝基因。除IAA外，其它激素顯著調控細胞壁合成代謝基因表達。2，4-D特異誘導脂類代謝基因表達。24-epiCS特異誘導光合作用相關基因。這些受某一激素特異調控的基因可能參與該激素的特殊功能。四種激素均誘導乙烯信號途徑基因ERF2、ERF9、CBF2、CBF1、CBF4、DREB1D和RAV2表達，說明乙烯途徑在各激素早期信號互作中起核心作用。2，4-D在處理后1h內迅速全面調控各種激素