《鈣參與柑橘果皮細胞壁修飾及影響果皮陷痕的研究》是依託華南農業大學，由陳杰忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈣參與柑橘果皮細胞壁修飾及影響果皮陷痕的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳杰忠
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
柑橘果皮生理病害（中果皮內裂、外表皮內陷）是生產中常見的問題，輕者影響果實外觀品質和貯藏性能，重者造成裂果及嚴重的經濟損失；特別是商品價值比較高的柑橘品種如臍橙、砂糖橘等陷痕果率都在15％～40％。我們研究發現礦質元素影響果皮細胞壁超微結構、組分及其代謝酶活性，並分析了礦質元素含量的差異與陷痕果發生的相關性，初步明確了Ca影響果皮細胞壁的修飾，並與陷痕果發生密切相關。因而，本項目將研究Ca2+信使系統參與果皮細胞壁物質的相關代謝，觀察果皮細胞壁超微結構（包括金屬-果膠結構）及其Ca2+的變化水平，探索Ca2+對果皮力學性能的影響，揭示果膠甲酯酶PME及其調控的不同甲酯化程度果膠在柑橘果皮內陷過程中的作用機理，明確Ca2+信使系統參與果皮細胞壁修飾的過程，揭示Ca2+在柑橘陷痕果發生過程的中的作用位點及功能，制定減少柑橘陷痕果發生率的農業栽培技術措施，使陷痕果發生率降低30％以上。
結題摘要
生產上柑橘常發生陷痕果及裂果，特別是品質優良的品種臍橙和紅江橙等陷痕果及裂果率高達13-40%，造成重大經濟損失。我們在以前研究的基礎上，在果實膨大期，對高陷痕果率的品種進行鈣調素Ca2+促控劑（細胞外Ca2+螯合劑EGTA、Ca2+競爭性抑制劑La3+）處理，然後觀察了果皮超顯微結構的改變，測定了相關酶活性及基因表達量的變化。RNA-Seq數據分析表明，注釋到與細胞壁合成相關基因的差異表達基因共12個，UDP-葡萄糖醛酸異構酶3個，纖維素合成酶13個；與細胞壁降解相關的果膠酯酶差異表達基因共28個，多聚半乳糖醛酸酶12個，果膠裂解酶7個，纖維素酶9個，半乳糖苷酶14個，木葡聚糖內轉糖苷酶/水解酶11個，擴展蛋白11個。噴施0.5% Ca(NO3)2處理增加了果皮Ca含量，降低了果皮細胞壁代謝酶（PG、PE和Cx）的活性，減少代謝酶基因（PG、Cx和PE）的表達量，而噴施鈣的抑制劑（EGTA和LaCl3）則增加了PG、PE和Cx的活性，結果表明Ca2+參與到了果皮細胞壁的代謝過程，噴施0.5% Ca(NO3)2可以顯著降低陷痕果的發生率。因此，為了提高‘紅江橙’果實品質和貯藏性能，我們制定了相應的柑橘防控裂果技術措施，目前該技術在廣東省廉江市推廣了3000畝，已經取得明顯的經濟效益。 本項目培養培養了博士1人，碩士5人；在國內外學術刊物發表論文8篇，其中SCI收錄論文4篇。在廣東省惠州、陽江、雲浮、韶關等市舉辦柑橘豐產優質栽培技術培訓6場，印發柑橘栽培技術資料500份。
