以柿果实为试材,围绕乙烯介导的果实采后涩味脱除(脱涩)的生物学机制这一科学问题,基于乙烯信号转导途径和可溶性单宁缩合反应,采用形态学、生理生化和基因组学等技术手段,研究乙烯等处理的脱涩效应及其对可溶性单宁水平、可溶性单宁缩合反应相关酶活性及编码基因表达的影响,以及乙烯受体、CTR1、EIN3/EILs、ERFs等乙烯信号转导元件的响应模式,鉴别介导果实脱涩的乙烯信号转导关键元件,并探明其与可溶性单宁缩合的关系,验证其生物学功能,阐明乙烯介导果实采后脱涩的分子生物学机制。研究成果可为采后果实品质研究增添新内容,并可丰富乙烯信号转导途径的生物学内涵。
Persimmon;postharvest deastringency;ethylene signaling;ethylene response factor;transcriptional regulation
本项目围绕柿果实采后脱涩的转录调控机制这一科学问题,以乙烯信号途径为突破口,结合生理生化和组学等技术手段,研究了不同采后处理(CO2、乙烯、CO2结合1-MCP)对不同品种柿果实采后脱涩软化(可溶性单宁、硬度、乙醇、乙醛)的调控,分析了不同脱涩处理对ADH和PDC酶活性的影响,鉴别了介入柿果实采后脱涩的关键ADH和PDC基因(DkADH1、DkPDC1、DkPDC2)。构建应用了柿叶片瞬时表达体系,验证了DkPDC2瞬时过量表达可使可溶性单宁含量快速降低。在生理生化和结构基因研究的基础上,项目开展了转录调控机制研究。利用兼并克隆和RNA-seq技术,分离了乙烯信号转导途径系列基因,研究发现了18个受脱涩处理诱导的DkERF成员。利用双荧光素酶体系,鉴别了DkERF9和DkERF10可分别激活DkPDC2和DkADH1启动子活性,参与了柿果实采后脱涩的转录调控。研究结果明确了柿果实采后脱涩的关键靶标基因,并首次开展了柿果实采后脱涩转录调控机制研究,完善了柿果实采后脱涩调控的分子机制。项目研究成果已在J Ext Bot、Planta、PLOS ONE、Acta Hortic、园艺学报等刊物发表论文5篇(其中IF>5.0论文1篇),培养研究生4名,已按项目合同完成各项任务指标。