乙烯作為結(jié)構(gòu)最簡單的植物激素,在植物的生長發(fā)育、果蔬的成熟衰老、抗逆反應(yīng)等過程中扮演著重要的角色。其在高等植物中的生理作用、生物合成和分子作用機(jī)理已經(jīng)得到了系統(tǒng)深入的研究。食用菌具有高營養(yǎng)和藥用價(jià)值,受到消費(fèi)者的喜愛。然而,相比較高等植物,食用菌中乙烯的產(chǎn)生及作用研究極少。本研究以食用菌中模式材料雙孢菇(Agaricus bisporus Lange Sing)為試材,探討乙烯對子實(shí)體生長發(fā)育與采后衰老的影響、乙烯合成途徑及調(diào)控規(guī)律,為解決食用菌采后衰老難題提供理論參考。主要研究結(jié)果如下： 采用氣相色譜法檢測雙孢菇子實(shí)體不同生長發(fā)育和采后貯藏時(shí)期乙烯釋放量變化。結(jié)果表明,各個(gè)時(shí)期子實(shí)體均能產(chǎn)生乙烯,但生長發(fā)育期產(chǎn)量極低,而在采后貯藏期,乙烯產(chǎn)量隨著子實(shí)體繼續(xù)發(fā)育和衰老逐漸增加,分別在子實(shí)體剛破膜開傘和釋放孢子初期產(chǎn)生高峰,產(chǎn)量分別為貯藏前的83和209倍,說明乙烯可能參與子實(shí)體采后的衰老過程。 采用0.05%乙烯利處理采收時(shí)期子實(shí)體,研究其對子實(shí)體內(nèi)源乙烯和衰老的影響。結(jié)果表明,采后乙烯利處理加速了內(nèi)源乙烯釋放高峰的到來,增加了子實(shí)體的開傘率和開傘度,加大了子實(shí)體細(xì)胞膜滲透率和膜脂過氧化程度,加快了可溶性蛋白、可溶性總糖的降解,同時(shí)抑制了子實(shí)體抗氧化相關(guān)酶活和物質(zhì)的增加。由此說明,乙烯能夠加速子實(shí)體采后的衰老。 采用高等植物乙烯合成前體物質(zhì)L-MET(甲硫氨酸)、SAM(S-腺苷甲硫氨酸)和ACC(1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸)處理采收時(shí)期子實(shí)體,發(fā)現(xiàn)乙烯釋放高峰均提前出現(xiàn),并且乙烯產(chǎn)量有了不同程度的增加,而高等植物關(guān)鍵酶ACS (ACC合酶)抑制劑AOA(氨基氧乙酸)、ACO (ACC氧化酶)抑制劑CoCl2和疊氮鈉處理顯著抑制了乙烯釋放量。此外,不僅從子實(shí)體中檢測到了ACS和ACO活性、及ACC含量,而且克隆得到了與高等植物中同源的多個(gè)乙烯合成元件。我們認(rèn)為,雙孢菇中至少存在一種途徑與高等植物中乙烯合成途徑相似,即Met→SAM→ACC→乙烯。另外,子實(shí)體膨大和采后貯藏時(shí)期,ACO酶活的躍變幅度均大于ACS,且乙烯利處理誘導(dǎo)ACO酶活的上升先于ACS酶活的上升,說明ACO可能在雙孢菇乙烯合成途徑中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。 利用實(shí)時(shí)定量PCR和Western雜交檢測了雙孢菇中乙烯合成相關(guān)元件的表達(dá)規(guī)律。結(jié)果表明,子實(shí)體生長發(fā)育階段低水平的乙烯合成主要受AbACS2基因的調(diào)控,其他5個(gè)基因的表達(dá)水平均很低；然而,采后貯藏中乙烯的合成受AbACS1、AbACS2和AbACO三個(gè)基因的協(xié)調(diào)控制,且呈現(xiàn)轉(zhuǎn)錄水平的時(shí)間表達(dá)差異性；此外,采后乙烯利處理誘導(dǎo)貯藏中AbACO基因表達(dá)的上升先于AbACS1和AbACS2,且在誘導(dǎo)程度上遠(yuǎn)大于AbACSl和AbACS2,具有誘導(dǎo)表達(dá)差異性；ACO蛋白隨著子實(shí)體采后衰老逐漸累積,在菌褶組織表達(dá)最高,具有組織表達(dá)差異性。以上說明,雙孢菇中乙烯合成具有類似高等植物的轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平的調(diào)控。 將雙孢菇AbACO進(jìn)行序列分析、同源建模、定點(diǎn)突變和動(dòng)力學(xué)研究,結(jié)果表明,活性中心處第289位氨基酸殘基的不同是導(dǎo)致AbACO與高等植物ACOs底物結(jié)合特性不同的主要原因。
【學(xué)位單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S646;TS219
【文章目錄】：
摘要
Abstract
英文縮略詞
第一章 立題依據(jù)與文獻(xiàn)綜述
    1.1 課題的研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 雙孢菇采后生理生化研究進(jìn)展
        1.2.2 乙烯與果蔬的成熟衰老研究進(jìn)展
        1.2.3 不同進(jìn)化程度生物中乙烯合成途徑研究進(jìn)展
    1.3 研究目標(biāo)和研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 雙孢菇子實(shí)體中乙烯產(chǎn)生的規(guī)律及采后乙烯利處理對其衰老的影響
    2.1 前言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 處理方法
        2.2.3 主要化學(xué)試劑
        2.2.4 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.5 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 生長發(fā)育階段雙孢菇子實(shí)體中乙烯釋放的規(guī)律
        2.3.2 雙孢菇采后貯藏時(shí)期子實(shí)體中乙烯釋放的規(guī)律
        2.3.3 采后乙烯利處理對雙孢菇子實(shí)體貯藏期間衰老的影響
    2.4 討論
    2.5 小結(jié)
第三章 雙孢菇子實(shí)體中乙烯生物合成途徑的探究
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 處理方法
        3.2.3 主要化學(xué)試劑及配置方法
        3.2.4 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.5 實(shí)驗(yàn)方法
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 基于三種已知乙烯生物合成途徑初步明確雙孢菇子實(shí)體中的乙烯合成途徑
        3.3.2 雙孢菇子實(shí)體生長發(fā)育階段和采后貯藏中ACS和ACO活性、ACC含量的變化規(guī)律
        3.3.3 采后乙烯利處理對雙孢菇子實(shí)體貯藏期間ACS和ACO活性、ACC含量的影響
        3.3.4 高等植物中乙烯合成關(guān)鍵酶抑制劑處理對雙孢菇子實(shí)體貯藏期間ACS和ACO活性的影響
        3.3.5 雙孢菇子實(shí)體中乙烯合成的類高等植物ACC途徑相關(guān)基因的克隆
    3.4 討論
    3.5 結(jié)論
第四章 雙孢菇子實(shí)體中乙烯合成類ACC途徑相關(guān)元件的轉(zhuǎn)錄和蛋白水平調(diào)控
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 材料
        4.2.2 處理方法
        4.2.3 載體
        4.2.4 主要化學(xué)試劑
        4.2.5 主要溶液配制
        4.2.6 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.7 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 雙孢菇子實(shí)體中乙烯合成的類ACC途徑在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控
        4.3.2 雙孢菇子實(shí)體中ACO蛋白的組織、時(shí)間和誘導(dǎo)表達(dá)模式
    4.4 討論
    4.5 結(jié)論
第五章 雙孢菇子實(shí)體中ACO蛋白的功能鑒定和活性位點(diǎn)分析
    5.1 前言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料
        5.2.2 表達(dá)載體
        5.2.3 主要試劑
        5.2.4 主要溶液配制
        5.2.5 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        5.2.6 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 重組AbACO蛋白的制備
        5.3.2 AbACO氨基酸序列與植物中ACOs氨基酸序列的比對
        5.3.3 AbACO蛋白的結(jié)構(gòu)模擬及定點(diǎn)突變
2+的親和性'>        5.3.5 光譜分析確定AbACO蛋白對Fe²⁺的親和性
2+的親和性'>        5.3.6 光譜分析確定AbACO蛋白對Co²⁺的親和性
    5.4 討論
    5.5 結(jié)論
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡介

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊淑慎,高俊鳳;活性氧、自由基與植物的衰老[J];西北植物學(xué)報(bào);2001年02期

2 頡建明,頡敏華;果實(shí)成熟衰老過程中保護(hù)酶活性變化的研究綜述[J];甘肅農(nóng)業(yè)科技;2003年03期

3 劉偉,邱銀清,徐惠云,黃旭明,江如藍(lán);采后草菇的膜脂過氧化作用[J];華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1997年03期

4 葉蕙,陳建勛,余讓才,陳巧玲,劉偉;γ輻照對草菇保鮮及其生理機(jī)制的研究[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2000年01期

5 李玉;;中國食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及前瞻[J];吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

6 陳美元;王澤生;廖劍華;李洪榮;蔡志欣;謝寶貴;;雙孢蘑菇基質(zhì)降解能力退化的差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析[J];菌物學(xué)報(bào);2011年03期

7 謝明杰,鄭妍佶,趙博;食用菌的保鮮貯藏[J];遼寧師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2003年02期

8 朱繼英,王相友,許英超;貯藏溫度對雙孢蘑菇采后生理和品質(zhì)的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2005年11期

9 蔡健,王薇;蘑菇的營養(yǎng)保健作用和保鮮技術(shù)[J];中國食物與營養(yǎng);2004年03期

10 上官舟建;雙孢蘑菇的保鮮研究[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);1994年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 姜天甲;主要食用菌采后品質(zhì)劣變機(jī)理及調(diào)控技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號：2837296