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1、果實成熟衰老相關蛋白研究進展摘要:成熟和衰老是果實牛命周期中的兩個重要階段,直接影響果實的品質保持及采后壽命。近幾年對成熟衰老機理的研究偏重于生物大分子的變化,特別是蛋白的合成與降解。本文綜述了近年來果實成熟衰老相關蛋白質的研究進展,并對該項研究現(xiàn)存的問題進行了分析。關鍵詞:果實成熟,衰老,蛋白質AdvancesinFruitRipeningandSenescence-associatedProteinAbstract:Fruitripeningandsenescencearetwoimportantlifecyclestages^maintainingadirectimpacton
2、thequalityandpostharvestlifeofthefruit>lnrecentyearsjhestudyofthemechanismofagingmatureemphasisonchangesinbiologicalmacromolecules,especiallythesynthesisanddegradationofproteins.Thisarticlereviewstherecentresearchprogressoffruitripeningandsenescence-relatedproteins,andanalyzesthestudyofexisting
3、problems.Keywords:fruitripening,senescence,protein成熟和衰老作為果實生命周期中的最后2個階段,直接影響果實的品質形成與保持,以及果實的市場價值和采麻壽命。果實成熟主要涉及芳香氣味和外觀色澤等質地感官變化,是果實食用品質形成的關鍵時期(Klee&Giovannoni,2011);而果實的衰老是一個復雜的氧化過程,伴隨許多物質的代謝(TianSPetal.,2013)。果實的后熟衰老是由基因調控的高度協(xié)調、不可逆轉的復雜的生理生化過程。其中涉及人量基因表達和生理生化等過程(Gapperetal.,2013),這些過程不僅受牛長發(fā)育階段和激
4、索水平的影響,還受采后處理和貯藏條件的調控(PallamJMetaL,2011;TangYetal.,2013)。因此,解析果實成熟、衰老的生理機制,對調控果實成熟、衰老進程,有效保持果實采后品質和延長貯藏時間都具有重要的指導意義。隨曹分子主物學的研究進展,研究方法逐漸進步,形成了各種紐學,主要可以分為五大類:基因組學,轉錄組學,翻譯組學,蛋白組學和代謝組學。此外還有重測序,小RNA、降解組、修飾組、酶學等一些小的分枝(HollywoodKetal.,2006)0其屮,蛋口質組學是近年來發(fā)展起來的一項新技術,可以用來對植物生理生化以及為成熟衰老相關的功能性蛋白或者基因的變化進行系統(tǒng)地
5、研究,動態(tài)地描述蛋白水平的表達差異,并鑒定出與其具體變化相關的蛋白或基因,分析不同牛長時期、不同壞境條件對植物牛長發(fā)育過程的影響,從蛋白質水平上揭示各種牛理過程的分子機理,為果實成熟衰老機理的研究捉供全新的技術方法(ZhuZetal.,2013;JORRIN-NOVOetal.,2009;張麗等,2011)。木文對近年來國內外對果實成熟衰老相關蛋白的研究進展進行了綜述,同時分析了在果實成熟衰老相關蛋白研究中存在的不足,并對今后的發(fā)展方向進行了展望。1.我國果實成熟衰老相關蛋口研究進展由于自身生長發(fā)冇的特殊性,番茄常常被作為模式植物用于成熟衰老機理的研究。最近的研究以’918'番茄(L
6、ycopcrsicumcsculcntumMill.cv.918)為材料,采用改進的含明膠的十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳方法對番茄果實屮的蛋白酶進行檢測,結果發(fā)現(xiàn)番茄果實中有3個蛋白腮,命名為SP?1、SP-2和SP-3,其活性伴隨著果實后熟衰老發(fā)牛?變化。同時發(fā)現(xiàn)乙烯處理町提高番茄果實蛋白酚SP?2的活性,使SP-1和SP-3活性被提前檢出,而1■甲基環(huán)丙烯處理對蛋白酶起札I反作用。證明了番茄果實蛋白酶受果實示熟衰老和乙烯的雙重調控,是衰老相關蛋口(孫靜等,2013)。通過系統(tǒng)比較轉多聚半乳糖醛酸酶(PG)反義基因和對照番茄果實成熟過程中5個階段的PG活性和與其相關的生理#生化
7、組分的動態(tài)變化,結果證實了PG活性與果實硬度直接相關,PG活性低有利于保持果實的硬度,PG活性高則能促進果實軟化(李耀東等,2004)。通過對黃瓜果實口然成熟衰老過程中外觀形態(tài)和若干重要生理生化指標進行研究。結果發(fā)現(xiàn)兩個黃瓜品種的脂氧合酶(LOX)活性前期上升后期下降;可溶性蛋白質含量冇個迅速下降過程;谷氨酰胺合成腮(GS)活性前期保持穩(wěn)定,衰老后期急劇上升。兩個品種之間變化趨勢基本一致,其中存在的差界對能是造成兩個品種果實衰老表現(xiàn)不同的原因所在。初步認為