《線粒體DNA編碼的COX在桃果實成熟軟化中的功能定位》是依託揚州大學，由闞娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：線粒體DNA編碼的COX在桃果實成熟軟化中的功能定位
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：闞娟
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞色素氧化酶（COX）是線粒體呼吸鏈氧化磷酸化過程中的關鍵酶，其活性大小可直接影響線粒體功能。依據申請者前期研究結果和國內外相關研究資料，提出線粒體COX通過調節活性氧代謝途徑作用於果實乙烯生物合成，最終作用於桃果實成熟軟化。本項目擬採用對比法研究桃果實離開樹體前後果實的線粒體代謝，探討線粒體DNA編碼的COX與活性氧代謝以及乙烯生物合成之間的關係，COX基因表達、蛋白表達和活性變化對桃果實成熟軟化的作用；從促進桃果實軟化和抑制桃果實軟化兩方面，在基因、轉錄和翻譯水平上研究COX的變化規律，探明COX對桃果實成熟軟化作用，進一步從分子水平上完善桃果實成熟軟化機理。本研究不僅揭示線粒體COX與乙烯合成及桃果實成熟軟化之間的關係，而且可為桃果實貯藏技術體系的研究提供科學依據。
結題摘要
桃果實的成熟軟化與呼吸代謝密切相關，線粒體是果實呼吸作用的細胞器，也是產生ROS的主要部位，線粒體代謝活性與果實的成熟軟化有著必然的聯繫。細胞色素氧化酶（COX）是線粒體呼吸鏈中的關鍵酶，其活性可直接影響線粒體功能。本項目根據桃果實采後迅速軟化的特性，以軟溶質型‘雨花三號’和硬溶質型‘加納岩’桃果實為試材，探討線粒體DNA編碼的COX與活性氧代謝以及乙烯生物合成及桃果實成熟軟化之間的關係。研究結果表明，‘雨花三號’桃果實軟化迅速，軟化過程伴隨呼吸高峰和乙烯釋放高峰的出現。‘加納岩’桃果實軟化速率相對較慢，軟化過程中呼吸速率和乙烯釋放量均較低。兩種類型的桃果實成熟軟化和采後貯藏過程中，果實線粒體內活性氧不斷積累增加，CAT、POD、SOD活性到成熟後期和貯藏後期都有下降趨勢。‘雨花3號’在軟化過程中果實線粒體內活性氧積累量較多，機體活性氧代謝失去平衡，導致果實在成熟軟化過程中比‘加納岩’更容易遭受損傷。‘雨花三號’成熟軟化過程中COX活性低於‘加納岩’，兩者在軟化後期COX活性均有所下降，導致線粒體功能受到損傷，果實線粒體內活性氧的增加，引起機體代謝失衡，促進乙烯釋放量的變化。‘加納岩’COX三種亞基基因的表達量高於‘雨花三號’，COX三種亞基主要作用於果實成熟軟化前期，為果實生長代謝提供所需能量，到了後期表達量降低，活性受影響，導致果實線粒體內的活性氧積累，機體代謝失衡，乙烯釋放量增加，表明COX與活性氧、乙烯釋放及果實硬度之間存在內在聯繫。‘雨花三號’和‘加納岩’桃果實的COXⅠ基因測序同源性達100%，COXⅡ及COXⅢ則相差一個鹼基。1-MCP處理抑制了‘雨花3號’內源乙烯的產生及呼吸速率的增加，抑制了線粒體內活性氧的產生，促進了貯藏後期COX的活性以及COX三種亞基的表達。外源乙烯加速了‘加納岩’的硬度下降，誘導了內源乙烯和線粒體內活性氧增加，促進呼吸作用，抑制活性氧清除酶活性，對COX三種亞基表達在貯藏後期有抑制作用，加速了‘加納岩’桃果實在貯藏過程中的衰老。這些研究成果闡明了COX基因及其表達的改變以及蛋白質酶活性變化與線粒體呼吸代謝以及桃果實成熟軟化衰老的關係，豐富了桃果實軟化衰老理論，為控制桃果實軟化衰老提供理論依據。
