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葡萄VvERF90的克隆及对乙烯合成基因的调控研究

2022-09-21石中亚魏红丽栗温新邹东方黄莹莹李志谦冯建灿

核农学报 2022年10期

石中亚 魏红丽 栗温新 邹东方 黄莹莹 叶 霞 李志谦 冯建灿

(河南农业大学园艺学院,河南 郑州 450002)

葡萄(VitisviniferaL.)是世界广泛种植的重要果树之一,其浆果美味多汁,深受消费者欢迎。我国种植的葡萄以鲜食品种为主,在采后贮藏过程中易发生果粒穗梗褐变现象,严重影响葡萄的外观品质和经济价值。葡萄是典型的非呼吸跃变型果实,在生长和发育过程中乙烯释放量低,但是在采后贮藏过程中其穗梗的乙烯释放量比果粒高10~100倍,且一些品种在成熟前有乙烯释放量明显增加的现象[1-2]。进一步研究发现,穗梗褐变与穗梗的呼吸速率和乙烯释放量有密切联系[3-4]。已有研究表明,采用乙烯受体抑制剂1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)处理阳光玫瑰和无核白葡萄采后果穗,可以明显抑制穗梗褐变,而乙烯利处理无核白可以加速穗梗褐变[2];果实转色前用乙烯利处理,可以诱导果实转色和提高乙烯释放量[5]。可知乙烯是影响葡萄果实发育和采后贮藏的重要因素[6-8],了解葡萄穗梗乙烯合成与调控机制对葡萄贮藏保鲜具有重要意义。

乙烯合成起始于甲硫氨酸,经过SAM合成酶(SAM synthetase)、ACC合成酶(ACC synthase,ACS)和ACC氧化酶(ACC oxidase,ACO)催化形成乙烯[9-10],其中ACS和ACO是催化乙烯合成的两个限速酶[11]。研究表明,在呼吸跃变型果实中,乙烯信号路径的乙烯响应因子(ethylene response factor,ERF)转录因子,可以通过调控ACS[12-13]和ACO[14]基因的表达从而参与植物的乙烯合成过程。例如,在香蕉(Musaacuminata)中,MaERF11可以抑制MaACS1和MaACO1的启动子活性,抑制乙烯合成[15];在苹果(Malusdomestica)生长发育过程中,MdERF2可以通过结……

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