H2S延缓采后草莓衰老及调控植物切花保鲜的信号机制

摘要

硫化氢(Hydrogen Sulfide，H2S)在动物体中作为一种重要的信号分子，可以调节很多生理反应。近年来，越来越多的证据显示，H2S信号也参与了植物体中的多种生理作用，如种子萌发，根形态形成，抗逆反应等。然而，H2S信号是否介导了植物的衰老进程目前尚不明确。本论文以采后草莓果实为研究材料，考察了H2S对采后草莓果实的货架期及其体内抗氧化代谢的影响。研究结果表明，经H2S供体硫氢化钠(NartS)水溶液释放出的H2S气体熏蒸处理草莓果实，可显著延长其货架期，并呈一定的浓度效应。与对照组相比，经不同浓度H2S供体NaHS(0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0和1.25 mmol L-1)熏蒸处理，均能明显延缓草莓果实腐烂指数的上升，其中0.80 mmol L-1 H2S供体处理的延缓效应最为显著。进一步研究表明，H2S供体能延缓采后草莓果实硬度的下降和果实颜色的改变，同时还可以提高还原糖，可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量，有利于草莓果实抗衰老性能的提高。　　活性氧的迸发并导致机体内的氧化损伤，是植物衰老进程中的显著事件。本文对H2S信号调节采后草莓果实的抗氧化代谢机理进行了相关研究，结果表明，H2S信号可显著上调采后草莓果实中的过氧化氢酶(CAT)，愈创木酚过氧化物酶(POD)，抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)等活性氧清除酶系的活性，同时下调脂氧合酶(LOX)的活性，降低过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(·O2-)等活性氧的水平及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。上述数据表明，H2S分子可能作为一种抗氧化信号，参与了草莓果实成熟衰老进程，行使其延长草莓果实贮藏寿命的功能。　　本文对草莓果实灰霉病的主要致病菌进行了分离及鉴定，得到酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉三株菌种；H2S体外抑菌实验结果显示，H2S对酿酒酵母、黄绿青霉和梨形毛霉的生长均有显著的抑制效应，表明H2S具有抑制草莓灰霉病主要致病菌的功能，对延长采后草莓果实货架期有重要贡献。　　此外，本论文以多种植物的切花为研究材料，考察了H2S能否作为一种普遍的衰老调节因子，参与调控植物切花衰老进程。实验结果表明，H2S信号能明显延长月季、一年蓬、土麦冬、看石榴、粉紫重瓣木槿、红花继木切花和白杜卫茅、龙爪柳插枝的瓶插期，且呈一定的浓度效应。考查切花植物中膜脂过氧化产物MDA及内源H2S的消长规律时发现，二者在衰老进程中呈显著的负相关，新鲜切花中表现出高水平的MDA和低水平的内源H2S，外源H2S信号处理能显著提高内源H2S的水平、下调MDA的含量。本研究还发现，H2S信号能诱导一年蓬切花的花朵和龙爪柳插枝的叶片中SOD、CAT、POD及APX活性的上升，抑制H2O2和·O2-的过量产生。综上所述，H2S通过上调植物体中抗氧化酶的活性，降低活性氧引起的氧化损伤，可达到延缓切花植物衰老进程的目的。

目录

文摘

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致谢

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第一章 前言

1.1 采后果品保鲜机制

1.1.1 果品保鲜研究现状

1.1.2 果品保鲜机制

1.1.3 草莓及其保鲜

1.2 植物切花保鲜机制

1.2.1 鲜切花保鲜研究现状

1.2.2 鲜切花衰老机理

1.2.3 鲜切花保鲜技术

1.3 硫化氢(H2S)研究进展

1.3.1 H2S的理化特性

1.3.2 H2S的合成与代谢途径

1.3.3 H2S信号分子的作用机制

1.3.4 H2S信号传导的研究进展

1.4 课题研究的目的、意义及内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究意义

1.4.3 研究内容

第二章 H2S对采后草莓果实贮藏期及硬度、色差的影响

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料及主要试剂

2.1.2 主要仪器设备

2.1.3 材料处理

2.1.4 草莓腐烂指数的统计

2.1.5 草莓果实硬度的测定

2.1.6 草莓果皮颜色的测定

2.2 结果与分析

2.2.1 H2S对草莓果实贮藏期的影响

2.2.2 H2S对草莓果实腐烂指数的影响

2.2.3 H2S对草莓贮藏过程中硬度的影响

2.2.4 H2S对草莓贮藏过程中果皮颜色的影响

2.3 本章小结

第三章 H2S调节采后草莓果实抗氧化防护的信号机制

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料及主要试剂

3.1.2 主要仪器设备

3.1.3 材料处理

3.1.4实验方法

3.2 结果与分析

3.2.1 H2S对草莓贮藏过程中POD活性的影响

3.2.2 H2S对草莓贮藏过程中CAT活性的影响

3.2.3 H2S对草莓贮藏过程中APX活性的影响

3.2.4 H2S对草莓贮藏过程中GR活性的影响

3.2.5 H2S对草莓贮藏过程中H2O2含量的影响

3.2.6 H2S对草莓贮藏过程中·O2-含量的影响

3.2.7 H2S对草莓贮藏过程中MDA含量的影响

3.2.8 H2S对草莓贮藏过程中LOX活性的影响

3.2.9 H2S对草莓贮藏过程中还原糖含量的影响

3.2.10 H2S对草莓贮藏过程中可溶性蛋白质含量的影响

3.2.11 H2S对草莓贮藏过程中游离氨基酸含量的影响

3.3 本章小结

第四章 草莓灰霉病主要致病菌的分离鉴定及H2S体外抑菌实验

4.1 材料与方法

4.1.1 供试材料及主要试剂

4.1.2 主要仪器设备

4.1.3 草莓果实灰霉病主要致病菌的分离纯化

4.1.4 酵母菌的鉴定

4.1.5 霉菌的鉴定

4.1.6 H2S体外抑菌实验

4.2 结果与分析

4.2.1 草莓果实灰霉病主要致病菌的分离鉴定结果

4.2.2 H2S对酿酒酵母的抑制作用

4.2.3 H2S对黄绿青霉和梨形毛霉的抑制作用

4.3 本章小结

第五章 H2S延缓植物切花衰老进程的抗氧化机制

5.1 材料与方法

5.1.1 主要试剂及设备

5.1.2 供试材料

5.1.3 材料处理

5.1.4 内源H2S及MDA含量的测定

5.1.5 H2O2含量及·O2-产生速率的测定

5.1.6 SOD、CAT、POD及APX活性的测定

5.1.7 统计分析

5.2 结果与分析

5.2.1 H2S延缓一年蓬切花和柳条插枝衰老的抗氧化机制

5.2.2 H2S对土麦冬和红花继木切花瓶插期及衰老的影响

5.2.3 H2S对粉紫重瓣木槿切花瓶插期及衰老的影响

5.2.4 H2S对白杜卫茅插枝和看石榴切花衰老的影响

5.2.5 H2S对月季切花衰老的影响

5.3 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

硕士期间发表论文