發(fā)布時(shí)間：2020-09-11 08:16

　　 民以食為天,食以糧為源。糧食是人類賴以生存的能量來(lái)源,更是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國(guó)作為農(nóng)作物生產(chǎn)大國(guó),糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性和產(chǎn)量是基礎(chǔ)性、長(zhǎng)期性的目標(biāo)。農(nóng)產(chǎn)品采后貯藏技術(shù)是糧食作物供應(yīng)充足的重要保障之一。但在采后貯藏過(guò)程中,由于糧食作物其本身貯藏特性的原因,每年由于采后貯藏不當(dāng)所造成的損失十分嚴(yán)重。當(dāng)作物在貯藏期發(fā)生衰老、干旱、受冷等生物進(jìn)程時(shí),其細(xì)胞內(nèi)自由基代謝平衡失調(diào),活性氧(reactive oxygen species,ROS)大量積累,造成細(xì)胞膜脂質(zhì)過(guò)氧化,破壞細(xì)胞結(jié)果,加速作物死亡。甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是一種富含淀粉及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的糧食和工業(yè)原料作物,也是我國(guó)糧食儲(chǔ)備的重中之重。而甘薯通常收獲于春末及秋末,受低溫及貯藏特性的影響,其采后貯藏?fù)p失十分嚴(yán)重。研究證實(shí)植物體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)能夠有效清除過(guò)量積累的活性氧,減弱植物因活性氧積累所造成的損傷,但抗氧化系統(tǒng)與作物貯藏特性之間的關(guān)系以及抗氧化系統(tǒng)響應(yīng)作物采后貯藏生物進(jìn)程的機(jī)制尚不清楚。本文以采后甘薯塊根作為實(shí)驗(yàn)材料,從生理生化及基因水平分析甘薯抗氧化能力與其貯藏特性之間的關(guān)系,并探究甘薯抗氧化系統(tǒng)在低溫脅迫下的響應(yīng)機(jī)制,同時(shí)從轉(zhuǎn)錄水平上分析甘薯低溫脅迫下的代謝及通路變化和低溫脅迫響應(yīng)基因的差異表達(dá)情況,結(jié)果表明谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)可能在甘薯抵御低溫脅迫時(shí)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。隨后構(gòu)建番茄GST基因沉默載體,探索其在冷脅迫下的功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明抗氧化酶活性與甘薯的耐貯性呈正相關(guān),而與ROS代謝物含量和LOX活性呈負(fù)相關(guān)。同時(shí)在低溫脅迫下,甘薯抗氧化酶的活性受低溫誘導(dǎo)在貯藏初期迅速增強(qiáng)。此后,由于ROS清除酶的逐漸喪失,ROS代謝物的含量急劇增加。耐貯藏甘薯品種具有較高的抗氧化酶活性,較高的抗氧化劑代謝物含量和較低的ROS代謝產(chǎn)物含量,表明抗氧化酶和抗氧化劑清除ROS的能力與甘薯對(duì)低溫脅迫的耐受性密切相關(guān)。通過(guò)轉(zhuǎn)錄水平分析發(fā)現(xiàn)谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶可能在甘薯響應(yīng)低溫脅迫中發(fā)揮重要作用,番茄GST基因沉默植株對(duì)冷脅迫更為敏感,相較于野生型,其ROS代謝產(chǎn)物水平更高,證實(shí)GST基因通過(guò)其抗氧化及抗逆能力減少植物因冷害受到的損傷。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS255.3
【部分圖文】：

（MDA）大量積累，膜透性增加，電解質(zhì)外滲，這會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)和分子之間的交聯(lián)效應(yīng)，破壞膜的結(jié)構(gòu)和功能。香蕉受到低溫脅迫時(shí)電解質(zhì)滲透率增加，葉片中抗壞血酸含量顯著增加。黃瓜幼苗在冷害下其 SOD、POD、CAT 等酶的活性不同程度的下降，而經(jīng)低溫預(yù)處理的黃瓜幼苗，其活性氧清除酶的活性顯著增加。低溫脅迫下的水稻幼苗，其抗氧化物如谷胱甘肽（GSH）和抗壞血酸（AsA）等含量降低，SOD、谷胱甘肽還原酶（GR）活性也同時(shí)下降，而 MDA 含量則逐漸增加。耐冷植物比冷敏感植物具有更強(qiáng)的抗氧化能力。大量的基礎(chǔ)研究表明脅迫條件下植物自身可以多種方式清除自由基，減少自由基的積累。也就是說(shuō)，酶和非酶的抗氧化劑的增加可以增強(qiáng)植物的抗寒性[22]。低溫誘導(dǎo)抗氧化酶的活性，并在低溫脅迫下植物的損傷恢復(fù)中起著重要作用[23]。而作為活性氧清除酶之一，谷胱甘肽 S 轉(zhuǎn)移酶（GSTs）在植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)中是十分重要的。研究表明，植物 GSTs 可以響應(yīng)多種非生物脅迫，其中冷害是誘導(dǎo) GST 基因表達(dá)的常見(jiàn)脅迫之一。于煙草[24]，擬南芥[25]和水稻[26]中超量表達(dá) GST 基因的植株在冷害脅迫下生長(zhǎng)速度顯著高于對(duì)照，且轉(zhuǎn)基因植株中的 ROS 含量則低于對(duì)照，這說(shuō)明 GST 在植物抵御由冷害引起的 ROS 過(guò)量積累所造成的損傷中是具有重要作用的。

OS 代謝產(chǎn)物及 MDA 含量分析積的 ROS 誘導(dǎo)氧化損傷并且與采后衰老過(guò)程有關(guān)，MDA 是脂質(zhì)過(guò)6-68]。因此，我們測(cè)定了甘薯塊根中 H2O2和 MDA 的含量以及 O2的圖 2.2A C 所示。與煙薯 25 和蘇薯 16 相比，耐貯藏品種徐薯 32 和2含量較低，而徐薯 32 的含量最低。圖 2.2B 和 C 說(shuō)明了 O2的產(chǎn)生含量與 H2O2含量具有相似的結(jié)果。與徐薯 32 和商薯 19 相比，不耐 25 和蘇薯 16 中 O2的產(chǎn)生速率更高，MDA 含量更多。此外，與其比，最耐貯藏的品種徐薯 32 中含有最低水平的 ROS 代謝產(chǎn)物。圖 2.1 甘薯塊根中抗氧化酶活性及蛋白表達(dá)水平測(cè)定Figure 2.1 Determination of antioxidant enzyme activity and level of proteinexpression in sweet potato roots

為了探討甘薯葉片與塊根中是否存在類似的 ROS 代謝，我們?cè)诟适砣~片中測(cè)定了抗氧化酶活性和 ROS 代謝物的含量。如圖 2.3A D 所示，耐貯藏品種徐薯 32和商薯 19 葉片中 APX，POD，CAT 和 SOD 活性始終高于不耐貯藏品種煙薯 25 和蘇薯 16。此外，聚丙烯酰胺凝膠電泳中的活性顯示出與活性測(cè)定數(shù)據(jù)一致的結(jié)果（圖 2.3 G J）。圖 2.3 F 顯示，與煙薯 25 和蘇薯 16 相比，耐貯藏品種商薯 19 和徐薯 32 的 LOX 水平較低。圖 2.2 D F 顯示，不耐貯藏品種煙薯 25 和蘇薯 16 的葉片中的 ROS 代謝產(chǎn)物和 MDA 含量高于兩個(gè)耐貯藏品種商薯 19 和徐薯 32，與甘薯塊根中測(cè)定的結(jié)果基本相似。圖 2.2 甘薯塊根和葉片中超氧陰離子產(chǎn)生速率、過(guò)氧化氫和丙二醛含量差異Figure 2.2 Difference in superoxide anion production rate, hydrogen peroxide andmalondialdehyde content in roots and leaves of sweet potato

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 張有林;張潤(rùn)光;王鑫騰;;甘薯采后生理、主要病害及貯藏技術(shù)研究[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2014年03期

2 楊宏偉;陳小燕;張影;王友升;李麗萍;;油桃采后衰老與病害發(fā)生中品質(zhì)與活性氧代謝相關(guān)性分析[J];食品科學(xué);2011年20期

3 趙鳳云;王曉云;趙彥修;張慧;;轉(zhuǎn)入鹽地堿蓬谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶和過(guò)氧化氫酶基因增強(qiáng)水稻幼苗對(duì)低溫脅迫的抗性[J];植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

4 林植芳;李雙順;陳芳;林桂珠;劉淑嫻;李月標(biāo);陳綿達(dá);;幾種抗氧化劑對(duì)荔枝果實(shí)生理特性的影響[J];中國(guó)果樹(shù);1988年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 鞏晉龍;杏鮑菇（pleurotus eryngii）冷藏保鮮技術(shù)及自溶機(jī)理研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2816434