水杨酸和壳寡糖处理对杏果实苯丙烷代谢及其关键酶基因表达的研究

摘要

为系统探讨水杨酸(SA)、壳寡糖(COS)对杏果实苯丙烷代谢产物、关键酶的调控与果实抗病性的关系，以及这一途径关键酶的基因参与果实抗病性的分子机制，本文以“赛买提”杏为试验材料，采用采后果蔬诱导抗病方法与分子生物学方法和现代化学仪器分析等手段结合，研究了外源SA和COS控制杏果实自然发病率、病情指数及病斑直径扩展的影响，以及这两种处理调控采后杏果实苯丙烷代谢关键酶及代谢产物合成的机理，在此基础上利用实时荧光定量PCR技术探索了参与苯丙烷代谢关键酶的基因表达变化，以期揭示杏果实被SA和COS处理后为抵抗黑斑病所启动的基因防御响应，以及解析杏果实PAL、POD、C4H等基因的功能及其表现在黑斑病抗性上的分子调控机理。
　　本研究首先在实验室前期大量研究的基础上选取了SA和COS溶液对果实抗病性诱导效果最佳的浓度分别为:0.01g/L和0.50％。分别用配置好的0.01g/L SA和0.50％COS溶液处理杏果实，处理后的果实一部分用来观察自然发病率和病情指数，其余的进行损伤接种胶孢链格孢(Alternariaalternata)，分别取7d、14d、21d、28d、35d、42d接种后的果实测定病斑直径，测定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)、过氧化物酶(POD)的活性及木质素、总酚、类黄酮的生成含量，利用实时荧光定量PCR技术测定苯丙烷代谢关键酶PAL基因、POD基因、C4H基因的相对表达量。主要研究结果如下:
　　(1)对杏果实的自然发病率、病情指数及果实病斑直径的扩展，SA和COS溶液都具有明显的抑制作用。整个贮藏期，CK组的发病率最高，0.01g/L SA对果实发病率及病斑直径始终低于0.50％的COS处理的发病率，说明SA对于杏果实病害的控制效果要优于COS。
　　(2)SA处理能激活杏果实苯丙烷代谢途径，显著诱导杏果实PAL、POD、C4H、4CL活性的升高，促进代谢产物木质素、总酚及类黄酮的含量，增强果实的抗病性;COS处理对激活了杏果实PAL、POD及4CL的活性升高，但对C4H酶的活性有抑制作用。COS处理能提高果实木质素和总酚的含量，对类黄酮含量的积累无明显促进作用。
　　(3)SA及COS处理都能增强杏果实PAL基因的表达，但SA的诱导作用强于COS，且SA刺激了PAL基因表达峰值的提前;对于POD基因的表达研究结果显示，SA及COS都能促进杏果实POD基因表达，但趋势不同。杏果实经COS处理后，POD基因的表达出现前期上升后期下降的趋势，并于21d达到最大值。SA处理组杏果实的POD表达则始终呈上升趋势，且表达量随着贮藏时间的延长逐渐增加;对C4H基因的调控，SA及COS的作用方式不同。COS处理的C4H表达量始终都比CK低，SA处理C4H表达量相比对照却整体逐渐增加，说明COS处理抑制C4H表达，而SA促进C4H基因表达。

目录

声明

论文说明

摘要

英文缩写及中英文对照表

第1章 绪论

1．1 杏果实资源现状

1．2 果蔬采后诱导抗病性的研究概况

1．2．1 果蔬采后诱导抗病性的定义

1．2．2 果实采后抗病诱导剂的研究

1．2．3 果蔬采后病害的诱导抗性机制的研究

1．3 水杨酸诱导果蔬抗病性的研究进展

1．3．1 SA诱导病程相关蛋白的积累

1．3．2 SA诱导防御酶体系

1．3．3 SA诱导活性氧爆发

1．4 壳寡糖诱导果蔬抗病性的研究进展

1．5 植物苯丙烷代谢途径的研究概况

1．5．1 苯丙烷类代谢途径棺关酶

1．6 实时荧光定量PCR的研究现状

1．6．1 实时荧光定量PCR原理

1．6．2 植物病害中对实时荧光定量PCR的运用

1．7 研究的目的及意义

1．8 研究内容

第2章 水杨酸处理对杏果实抗病性及苯丙烷代谢的诱导

2．1 材料与方法

2．1．1 材料处理

2．1．2 方法

2．2 结果与分析

2．2．1 SA处理对杏果实自然发病率及病情指数的影响

2．2．2 SA处理对杏果实接种A．alternata病斑直径的影响

2．2．3 SA处理对杏果实PAL活性的影响

2．2．4 SA处理对杏果实POD活性的影响

2．2．5 SA处理对杏果实C4H活性的影响

2．2．6 SA处理对杏果实4CL活性的影响

2．2．7 SA处理对杏果实总酚含量的影响

2．2．7 SA处理对杏果实类黄酮含量的影响

2．2．8 SA处理对杏果实木质素含量的影响

2．3 讨论

2．4 本章小结

第3章 壳寡糖处理对杏果实抗病性与苯丙烷代谢的诱导

3．1 材料与方法

3．1．1 材料处理

3．1．2 方法

3．2 结果与分析

3．2．1 COS处理对杏果实自然发病率及病情指数的影响

3．2．2 COS处理对杏果实接种A．alternata病斑直径的影响

3．2．3 COS处理对杏果实POD活性的影响

3．2．4 COS处理对杏果实PAL活性的影响

3．2．5 COS处理对杏果实C4H活性的影响

3．2．6 COS处理对杏果实4CL活性的影响

3．2．7 COS处理对杏果实类黄酮和总酚含量的影响

3．2．8 COS处理对杏果实木质素含量的影响

3．3 讨论

3．4 本章小结

第4章 水杨酸和壳寡糖处理对杏果实苯丙烷代谢关键酶基因表达的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 材料

4．1．2 试验方法

4．1．3 数据分析

4．2 结果分析

4．2．1 RNA提取

4．2．2 SA和COS处理对杏果实PAL基因表达的影响

4．2．3 SA和COS处理对杏果实POD基因表达的影响

4．2．4 SA和COS处理对杏果实C4H基因表达的影响

4．3 讨论

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介