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武漢植物園在解析乙烯和脫落酸在獼猴桃果實成熟中的作用方面取得新進展

  獼猴桃原產于中國,因其獨特的風味,豐富的營養和平衡的膳食纖維越來越受到人們的關注和喜愛,已成為我國重要的水果種類之一。截至2019年底,我國獼猴桃種植面積436萬畝,總產量超過300萬噸,連續多年穩居世界第一。

  獼猴桃,被公認為呼吸躍變型果實,但是它有著不同于傳統呼吸躍變型果實,如蘋果、番茄等的乙烯產生模式,因為乙烯大量增加發生在獼猴桃果實成熟末期,而絕大部分成熟相關變化,如淀粉水解、果肉顏色轉變、果實軟化等過程均是在無明顯乙烯產生條件下發生的。是否有其他因素參與了獼猴桃果實成熟調控?

  脫落酸(ABA),作為重要的植物激素之一,在抗逆和果實成熟中均發揮著重要作用。越來越多的研究表明,脫落酸也可以調控呼吸躍變型果實的成熟衰老過程,可能與間接調控乙烯合成有關。獼猴桃通常在達到生理成熟時采收,在低溫下貯藏以延長貯藏期,而長期低溫貯藏過程中,可能面臨果實失水及其帶來的脫水脅迫等問題。脫落酸在脫水脅迫下的獼猴桃果實成熟中的作用及其與乙烯的關系目前還不清楚。

  我們通過分析不同貯藏濕度下果實中乙烯、脫落酸和失重及果實軟化的關系,并對乙烯和脫落酸合成途徑相關基因表達進行了研究。結果表明果實失重誘導果實更早產生乙烯,并促進果實后期軟化加快;但是果實失重、乙烯產生與果實ABA含量之間并沒有緊密的關系,而ABA含量僅與果實硬度(軟化)高度負相關。果實中乙烯含量的增加主要是通過乙烯合成關鍵基因AcACS1和AcACO1的表達量大幅上升導致的,而只有脫落酸合成途徑相關基因AcNCED4與ABA積累模式高度相關,是獼猴桃果實中ABA合成的重要關鍵基因。然而,脫落酸調控脫水脅迫下的果實軟化成熟過程是直接還是間接性調控乙烯代謝來實現的還不能給與明確定論。

  本研究結果以‘The role of ethylene and abscisic acid in kiwifruit ripening during postharvest dehydration’為題發表在國際知名采后領域期刊《Postharvest Biology and Technology 》上。中國科學院武漢植物園獼猴桃種質資源與育種學科組黃文俊副研究員為該論文第一作者,新西蘭皇家植物與食品研究院教授Jeremy Burdon為通訊作者。本研究得到中國科學院出國留學獎學金和新西蘭皇家植物與食品研究院項目的支持。

  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925521421000983

       https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2021.111559

 

圖不同貯藏濕度下長期低溫(0℃)貯藏過程中獼猴桃果實失重,乙烯釋放率,ABA含量和果實硬度之間的相互關系

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