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套袋对桃果皮叶绿素降解及相关基因表达的影响

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果树学报 2024年

作者：刘鑫张晓煜孟君仁李昂段文宜孙世航潘磊曾文芳王志强牛良中国农业科学院郑州果树研究所.国家桃葡萄改良中心中国农业科学院中原研究中心

【目的】叶绿素含量是影响果皮底色及果实外观的关键因素，通过以两个成熟期接近的桃品种为材料，初步探究了套袋对桃果皮叶绿素降解规律及叶绿素降解相关基因表达的影响，以期为桃果实成熟期判定及底色差异确定依据。【方法】以中油18... 详细信息

【目的】叶绿素含量是影响果皮底色及果实外观的关键因素，通过以两个成熟期接近的桃品种为材料，初步探究了套袋对桃果皮叶绿素降解规律及叶绿素降解相关基因表达的影响，以期为桃果实成熟期判定及底色差异确定依据。【方法】以中油18号和中油19号两个桃品种/品系为研究对象，测量成熟前桃果皮色差、叶绿素含量等指标，用荧光定量PCR检测套袋对叶绿素降解相关基因的影响，通过分析叶绿素与相关基因表达的关系，确定套袋对桃果皮叶绿素降解的影响。【结果】套袋处理增加了桃果皮的亮度（L*值），提高了黄肉品种中油19号的果实b*值，套袋也使果皮叶绿素降解提前。荧光定量结果显示，PpCLH1在套袋果实成熟前23 DBM和12 DBM的表达量均高于对照，PpPAO在中油19号果实成熟过程中表达量升高。PpSGR基因在中油18号和中油19号果实完全成熟时相较于对照材料显著高表达，而经过套袋处理后在23 DBM会提前表达，且表达量显著升高。【结论】套袋会导致果皮叶绿素降解基因PpCLH1、PpSGR提前高表达，叶绿素提前降解，说明PpCLH1、PpSGR是桃果实成熟前果皮叶绿素降解的关键基因，这对进一步解析桃果实发育过程中果皮叶绿素降解提供了一种新的思路，也为探索桃果实发育过程中叶绿素降解的分子机制提供参考。

关键词：桃套袋果皮叶绿素降解叶绿素降解基因

磷脂酶Dα1在TuMV激活叶绿素降解相关基因表达中的功能分析

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河南农业大学学报 2024年

作者：林佳宇张世杰徐传涛杜林林孙炳剑孙航军河南农业大学植物保护学院陕西省烟草公司宝鸡市公司四川省烟草公司泸州市公司

【目的】研究磷脂酶Dα1（phospholipase Dα1）及其产物磷脂酸（phosphatidic acid，PA）在芜菁花叶病毒（turnip mosaic virus，TuMV）促进植物叶绿素降解相关基因表达过程中的作用。【方法】通过UV-2800紫外分光光度计检测TuMV对本... 详细信息

【目的】研究磷脂酶Dα1（phospholipase Dα1）及其产物磷脂酸（phosphatidic acid，PA）在芜菁花叶病毒（turnip mosaic virus，TuMV）促进植物叶绿素降解相关基因表达过程中的作用。【方法】通过UV-2800紫外分光光度计检测TuMV对本氏烟叶绿素含量的影响。利用Real-time qPCR检测TuMV侵染或瞬时表达6K2蛋白对本氏烟叶绿素降解相关基因NbNYE1（Nicotiana benthamiana NON-YELLOWING1）、NbNYE2（Nicotiana benthamiana NON-YELLOWING2）和NbPAO（Nicotiana benthamiana pheide a oxygense）mRNA相对表达水平的影响。敲除NbPLDα1（Nicotiana benthamiana phospholipase D alpha 1）或正丁醇降低磷脂酶D产生的磷脂酸含量，检测对TuMV诱导的NbNYE1、NbNYE2和NbPAO mRNA相对表达水平的影响。体外喷施磷脂酸对NbNYE1、NbNYE2和NbPAO mRNA相对表达水平的影响。【结果】TuMV侵染导致野生型本氏烟叶片叶绿素含量下降48%。TuMV侵染的野生型本氏烟中NbNYE1、NbNYE2和NbPAO表达量分别为健康野生型本氏烟的7.61、15.80和5.19倍。TuMV侵染的NbPLDα1敲除突变体本氏烟中NbNYE1、NbNYE2和NbPAO表达量分别为健康野生型本氏烟的2.35、7.83和1.29倍。正丁醇处理后，TuMV侵染的野生型本氏烟NbNYE1、NbNYE2和NbPAO表达量与健康野生型本氏烟无明显差异。喷施磷脂酸的叶片中NbNYE1、NbNYE2和NbPAO表达量分别为清水处理野生型本氏烟的12.39、3.64和8.26倍。此外，瞬时表达6K2蛋白叶片中NbNYE1、NbNYE2和NbPAO表达量分别为瞬时表达GFP野生型本氏烟的5.64、4.67和3.45倍。【结论】TuMV促进叶绿素降解相关基因表达依赖磷脂酶Dα1及其产物磷脂酸，病毒编码的6K2蛋白是促进叶绿素降解相关基因的关键致病因子。

关键词：芜菁花叶病毒本氏烟叶绿素降解 6K2蛋白磷脂酸磷脂酶D

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人工气调对小青菜叶绿素降解的影响

中国食品学报 2023年第8期23卷 306-315页

作者：朱凯韩延超房祥军吴伟杰庞杰刘瑞玲郜海燕浙江省农业科学院食品科学研究所农业农村部果品产后处理重点实验室中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室杭州310021 福建农林大学食品科学学院福州350002 省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室杭州310021

本文研究了4%O_(2)条件下,不同CO_(2)比例(4%CO_(2)、8%CO_(2)、12%CO_(2))的人工气调(CA)对小青菜外观品质和叶绿素降解的影响。结果表明:人工气调能够有效延缓小青菜的黄化,减小失重率,有效保持小青菜外观品质。对比空气环境贮藏的对... 详细信息

本文研究了4%O_(2)条件下,不同CO_(2)比例(4%CO_(2)、8%CO_(2)、12%CO_(2))的人工气调(CA)对小青菜外观品质和叶绿素降解的影响。结果表明:人工气调能够有效延缓小青菜的黄化,减小失重率,有效保持小青菜外观品质。对比空气环境贮藏的对照组,人工气调可以显著延缓小青菜中叶绿素a/b的降解,贮藏第12天,4%CO_(2)处理组中的叶绿素a/b含量分别为48.20,40.45μg/g FW。在小青菜贮藏前4 d,人工气调可抑制叶绿素酶、脱镁螯合酶活力的上升,其中4%CO_(2)处理组的叶绿素酶活力为23.09 U/g FW,脱镁螯合酶活力较对照组降低了43.03%。在贮藏后期,4%CO_(2)处理有效延缓脱镁叶绿素酶、叶绿素过氧化物酶活力的升高,分别为5.49,1.90 U/g FW。总的来看,小青菜在4%O_(2)+4%CO_(2)人工气调贮藏下效果较好。

关键词：小青菜人工气调叶绿素降解

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微酸性电解水对采后西兰花叶绿素降解的影响

食品科学 2023年第13期44卷 139-149页

作者：韩颖孙莹郭峰王馨渝赵安琪吴朝霞李鹏霞李国锋胡花丽江苏省农业科学院农业设施与装备研究所江苏南京210014 沈阳农业大学食品学院辽宁沈阳110866 农业农村部农产品冷链物流技术重点实验室江苏南京210014

为了探究微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对采后西兰花叶绿素降解的影响,本研究以采后西兰花为材料,分析50 mg/L SAEW处理采后西兰花色差、总叶绿素含量、叶绿素衍生物含量、叶绿素降解酶活性和叶绿素代谢关键... 详细信息

为了探究微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)对采后西兰花叶绿素降解的影响,本研究以采后西兰花为材料,分析50 mg/L SAEW处理采后西兰花色差、总叶绿素含量、叶绿素衍生物含量、叶绿素降解酶活性和叶绿素代谢关键基因表达的变化规律。结果表明:与对照组相比,SAEW处理可有效减缓采后西兰花中总叶绿素的降解,维持其叶绿素相关衍生物叶绿素a、叶绿素b、脱植基叶绿素a、脱植基叶绿素b、脱镁叶绿素a和脱镁叶绿酸a的含量;抑制采后西兰花叶绿素酶、脱镁螯合酶、脱镁叶绿素酶和脱镁叶绿素a加氧酶活力的升高;同时显著抑制叶绿素b还原酶编码基因、叶绿素酶1编码基因、叶绿素酶2编码基因、滞绿蛋白编码基因、脱镁叶绿素酶编码基因、脱镁叶绿酸a氧化酶编码基因、红色叶绿素降解产物还原酶编码基因和衰老特异性半胱氨酸蛋白酶编码基因的表达,实现护色保鲜。综上,SAEW可作为一种延缓采后西兰花叶绿素降解、抑制其黄化衰老的有效处理方法。

关键词：微酸性电解水采后西兰花叶绿素降解黄化

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气调贮藏对毛豆采后叶绿素降解的影响

中国食品学报 2023年第11期23卷 191-201页

作者：王晓艳韩延超吴伟杰刘瑞玲陈杭君高原房祥军郜海燕浙江省农业科学院食品科学研究所农业农村部果品采后处理重点实验室浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室中国轻工业果蔬保鲜与加工重点实验室杭州310021 省部共建农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室杭州310021

本文研究了5%O_(2)气调贮藏条件下,不同体积分数CO_(2)(4%CO_(2)、8%CO_(2)、12%CO_(2))对毛豆叶绿素降解的影响。结果表明:气调贮藏能够有效延缓毛豆荚的黄化以及叶绿体超微结构分解,保持较好的外观品质;在毛豆贮藏过程中CO_(2)处理显... 详细信息

本文研究了5%O_(2)气调贮藏条件下,不同体积分数CO_(2)(4%CO_(2)、8%CO_(2)、12%CO_(2))对毛豆叶绿素降解的影响。结果表明:气调贮藏能够有效延缓毛豆荚的黄化以及叶绿体超微结构分解,保持较好的外观品质;在毛豆贮藏过程中CO_(2)处理显著抑制了脱植基叶绿素a和脱镁叶绿酸a含量的上升,延缓叶绿素的降解,贮藏第20天时,8%CO_(2)贮藏组叶绿素a/b含量分别为40.32μg/g和20.37μg/g,显著高于对照组;同时CO_(2)贮藏组显著钝化脱镁螯合酶以及脱镁叶绿素酶的活性,在贮藏末期8%CO_(2)贮藏组酶活性相比对照组分别降低了19.8%和7.2%。因此,毛豆在5%O_(2)+8%CO_(2)气调贮藏条件下效果最佳。

关键词：气调贮藏 CO_(2) 毛豆叶绿素降解

自发气调包装对芥蓝采后叶绿素降解及品质保持的影响

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食品科学技术学报 2023年第1期41卷 163-174页

作者：王玲戴凡炜吴继军叶明强陈飞平戚英伟罗政陈敏惠陈于陇广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业农村部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室广东广州510610

为了探究不同自发气调包装对芥蓝贮藏期间品质与叶绿素降解的影响,分别用市售低密度聚乙烯(LDPE)微孔保鲜袋和2种改性LDPE气调袋包装贮藏采后芥蓝,定期测定包装袋内气体及品质变化相关指标。结果表明:在15℃贮藏期间,对照袋内O_(2)与CO_... 详细信息

为了探究不同自发气调包装对芥蓝贮藏期间品质与叶绿素降解的影响,分别用市售低密度聚乙烯(LDPE)微孔保鲜袋和2种改性LDPE气调袋包装贮藏采后芥蓝,定期测定包装袋内气体及品质变化相关指标。结果表明:在15℃贮藏期间,对照袋内O_(2)与CO_(2)体积分数无明显变化,而气调袋内O_(2)在贮藏初期迅速下降,CO_(2)快速积累。2种改性气调袋包装均减缓了叶片黄化、失重速率,维持了叶片较高的叶绿素、维生素C、可溶性蛋白质量比。贮藏3 d时,2种改性LDPE气调袋包装组商品率为100%,叶绿素质量比分别下降了14.67%、4.74%;而对照组商品率仅为51.25%,叶绿素质量比下降了26.47%。通过测定叶绿素降解酶活性及检测相关基因表达分析发现,芥蓝叶片黄化衰老过程中叶绿素含量的变化受到CLH1、PPH、PAO、RCCR、NYC基因表达量的调节,且CLH1主要在芥蓝叶片初始衰老过程叶绿素的降解中起作用。自发气调袋包装可减缓芥蓝的生理代谢变化,抑制叶绿素降解酶基因表达变化,延缓叶片黄化,研究结果旨在为控制芥蓝采后品质劣变及贮藏保鲜提供理论依据。

关键词：芥蓝自发气调包装叶绿素降解酶活性基因表达

拟南芥叶片衰老前后叶绿素降解代谢基因表达和酶积累的模式及其影响因素分析

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复旦学报:自然科学版 2023年第5期62卷 565-574页

作者：窦锦慧陈俊毅鲁凡吴声栋蒯本科张鼎宇复旦大学遗传工程国家重点实验室上海200438 复旦大学生命科学学院上海200438

由叶绿素降解引起的叶片衰老褪绿不仅是植物衰老最直观的性状,还是植物进行营养动员的关键事件。近年来,进入衰老窗口(senescence window)后的叶片中叶绿素降解代谢酶基因(Chl catabolic genes,CCGs)的表达调控已经得到了较为充分的研究... 详细信息

由叶绿素降解引起的叶片衰老褪绿不仅是植物衰老最直观的性状,还是植物进行营养动员的关键事件。近年来,进入衰老窗口(senescence window)后的叶片中叶绿素降解代谢酶基因(Chl catabolic genes,CCGs)的表达调控已经得到了较为充分的研究,但在未衰老叶片中对CCGs表达模式的研究还鲜见报道。本研究中,我们分析了主要叶绿素降解代谢酶(Chl Catabolic Enzymes,CCEs)及其编码基因CCGs在自然衰老以及未衰老的拟南芥叶片中的表达模式。研究结果显示,在叶片自然衰老过程中,CCGs剧烈上调表达且CCEs蛋白逐渐累积,以催化衰老细胞中叶绿素的大量降解;值得注意的是,在长日照培养条件下,未衰老叶片中CCGs的表达存在显著的波动,其表达量在光照开启后开始上升,10:00~16:00之间达到峰值后逐渐下降。我们的分析显示,CCGs表达量的波动很有可能是光-暗交替导致的,与CCA1介导的节律信号没有明显的相关性。我们的研究结果提示,外界光信号对未衰老叶片中CCGs的表达调控起至关重要的作用。

关键词：绿色器官衰老叶绿素降解光信号叶绿素降解代谢酶叶绿素降解代谢酶基因

参与光敏性茶树黄魁叶绿素降解的CsMESs基因功能研究

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参与光敏性茶树黄魁叶绿素降解的CsMESs基因功能研究

作者：韩雪莹安徽农业大学

学位级别：硕士

茶树(Camellia sinensis(L.)***)是多年生常绿木本植物,属于亚热带植物。在其生长发育过程中,经常观察到叶色有黄化或白化症状。在此背景下,一些黄化的品种被筛选出来,如黄金芽和黄魁品种等。由于它们独特和鲜爽的口感滋味,这类茶制品... 详细信息

茶树(Camellia sinensis(L.)***)是多年生常绿木本植物,属于亚热带植物。在其生长发育过程中,经常观察到叶色有黄化或白化症状。在此背景下,一些黄化的品种被筛选出来,如黄金芽和黄魁品种等。由于它们独特和鲜爽的口感滋味,这类茶制品正在成为市场热销的品种。植物黄化或白化的分子机理远没有完善,其中叶绿素破坏,叶绿体解体、光合系统破坏的调控基因目前还未知。黄化茶树品种黄魁,其种子苗萌发后表现出不同的叶色,我们根据叶色将其分别命名为G、Y和W。其可以作为研究茶树黄化机制的优良材料。本论文探究了其色素、叶绿素荧光及叶绿体超微结构的差异;通过对转录组数据的分析,筛选得到了可能与叶色相关的三条候选基因,均属于甲基酯酶(Methylesterase,MES),分别命名为Cs MES1、Cs MES2以及Cs MES3,对其进行酶动力学和基因功能探讨,这对于优质茶树品种资源的开发利用和黄化茶树中叶绿素降解调控因子的功能研究等提供一定的理论依据。主要结果如下:1)本论文首先通过对黄魁种子苗(G、Y、W)的色素、叶绿体荧光以及叶绿体超微结构进行分析,发现黄魁叶色的差异与色素含量以及叶绿体结构发育完整程度密切相关。2)本论文还通过遮荫和高光处理,探究黄魁种子苗(G、Y、W)对光照的响应。发现遮荫只会使Y叶色变深,叶绿素a和叶绿素b含量增加。而高光照射,则会使G和Y的叶色变浅,色素含量降低,还会使W出现死亡的现象。即叶色越浅,对光照响应的敏感性越强。3)通过qRT-PCR技术,检测Cs MESs在茶树不同品种和不同组织的表达,以及茶树在受到盐、Me JA、干旱、冷以及高光胁迫后的表达情况。实验发现,只有Cs MES1始终在叶色更浅的植株中表达量更高;三条Cs MESs不论在舒茶早中,还是在黄魁中,均在成熟度更高的组织器官中高表达。综上,我们推测Cs MES1最有可能参与叶绿素降解。且三条Cs MESs在盐、Me JA、干旱和冷胁迫下可能会加速叶绿素的降解。4)通过对茶树CsMESs基因功能的研究,发现Cs MESs蛋白均定位于细胞质中;Cs MES1蛋白可以水解脱镁叶绿酸a以及Me IAA;Cs MES1超表达的拟南芥叶色浅且叶绿素a的含量少;当对其外源施用Me IAA时,其根长相较于对照会更短;而当其生长在有Me JA的培养基上时,侧根相较于对照会明显变多。表明Cs MES1可以参与叶绿素降解途径,也可以水解Me IAA,并且会对植物叶色、色素以及生长产生影响。

关键词：黄魁叶绿素降解脱镁叶绿酸水解酶甲基酯酶 MeIAA

一氧化氮调控活性氧代谢对吊干杏采后叶绿素降解的影响

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一氧化氮调控活性氧代谢对吊干杏采后叶绿素降解的影响

作者：张洁仙新疆农业大学

学位级别：硕士

吊干杏（Prunus armeniaca ***‘Diaogan apricot’）是一种新疆特有的早熟杏品种,其色泽鲜艳、香甜多汁,深受消费者喜爱。然而,作为典型的跃变型果实,吊干杏在呼吸和乙烯高峰出现后迅速转黄、变质,严重制约了杏产业的快速发展。一氧化... 详细信息

吊干杏（Prunus armeniaca ***‘Diaogan apricot’）是一种新疆特有的早熟杏品种,其色泽鲜艳、香甜多汁,深受消费者喜爱。然而,作为典型的跃变型果实,吊干杏在呼吸和乙烯高峰出现后迅速转黄、变质,严重制约了杏产业的快速发展。一氧化氮（Nitric oxide,NO）作为一种植物信号分子,能显著维持果实采后贮藏品质。外源NO处理是否通过S-亚硝基化（S-nitrosylation）水平影响吊干杏中活性氧（Reactive oxygen species,ROS）代谢尚不明确;NO处理对果皮和果肉中叶绿素（Chlorophyll,Chl）的降解存在何种影响需要更进一步的探究。本文以“吊干杏”为试材,采用不同浓度NO处理(30、60和90μL L),通过测定吊干杏采后品质参数的变化,筛选出最佳处理浓度;比较果皮和果肉中S-亚硝基化水平、ROS代谢和Chl降解的差异性,研究NO处理延缓吊干杏采后Chl降解的机制。主要研究结果如下:（1）NO处理可延缓吊干杏采后失重率和硬度下降,降低了吊干杏中可滴定酸（Titratable acid,TA）含量,提高了可溶性固形物（Soluble solids,TSS）含量。与对照组相比,NO处理的吊干杏在整个贮藏期间的呼吸速率相对较低,其中30μL L NO处理效果最为明显,以该浓度进行后续实验。（2）NO处理提高了果皮和果肉中内源NO和S-亚硝基硫醇（S-nitrosomercaptan,SNOs）含量,抑制了S-亚谷胱甘肽还原酶（S-subglutathione reductase,GSNOR）活性。同时,激活了果皮和果肉中超化物歧化酶（Supermutase dismutase,SOD）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）的活性,提高了超氧阴离子(Superoxide anion,O)的清除速率,延缓了膜脂过氧化的程度。（3）NO处理增强了吊干杏果皮和果肉中抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbic acid peroxidase,APX）、谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（Monodehydroascorbate reductase,MDHAR）以及脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate reductase,DHAR）的活性,大大提升了抗坏血酸（Ascorbic acid,As A）和还原型谷胱甘肽（Reduced glutathione,GSH）的含量,降低了脱氢抗坏血酸（Dehydroascorbic acid,DHA）和氧化型谷胱甘肽（Glutathione oxidized,GSSG）含量,减少了吊干杏果皮和果肉中过氧化氢（Hydrogen peroxide,HO）的积累。此外,NO处理后果皮抗氧化酶活性和HO含量均高于果肉。NO处理通过增强抗坏血酸-谷胱甘肽（Ascorbic acid-glutathione,As A-GSH）循环关键抗氧化酶活性,调节了吊干杏采后不同组织中As A-GSH循环,从而维持了吊干杏采后的氧化还原稳态。（4）NO处理后保持了吊干杏采后果皮和果肉中Chl、叶绿素a（Chlorophyll a,Chl a）和叶绿素b（Chlorophyll b,Chl b）水平,抑制了吊干杏采后叶绿素酶（Chlorophyllase,Chlase）和脱镁叶绿酸酶（Pheophytin pheophorbide hydrolase,PPH）活性,下调了Pa CHL1、Pa NYC1、Pa SGR、Pa PPH、Pa PAO和Pa RCCR表达。NO处理可以提高了S-亚硝基化水平,激活了ROS抗氧化酶活性,减缓了ROS的产生,从而延缓了吊干杏采后不同组织的Chl降解。

关键词：吊干杏一氧化氮贮藏品质活性氧代谢叶绿素降解