全 文 :园 艺 学 报 , (增刊): 2011 38 2473 http: // www. ahs. ac. cn
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温度对采后桃果实内酯类香气生物合成的调控
席万鹏,张 波,梁 莉,申济源,徐昌杰,陈昆松*
(浙江大学果实品质生物学实验室,农业部园艺植物生长发育与品质改良重点开放实验室,杭州 310058)
香气是果实品质的重要指标,能客观反映果实风味特点和成熟阶段,近年来逐渐引起了人们的
关注。已有研究显示,果实香气物质的生物合成受温度等环境因素影响。内酯是一类具有桃果实特
征香味的挥发性香气物质,推测脂肪酸 β–氧化是其生物合成的主要途径,然而目前尚未鉴别出参
与内酯类香气物质生物合成的酶和基因。
选用软溶质的白桃(‘湖景蜜露’)和黄桃(‘锦绣’)为材料,将采后桃果实置于 20、5、0 ℃和
程序降温(8 ℃锻炼 3 d后转至 5 ℃贮藏)4种不同温度,利用顶空固相微萃取(head space solid phase
microextraction,SPME)结合气相色谱测定果实内酯类香气含量;测定果实硬度、褐变指数和乙烯
释放速率的变化;分析了 β–氧化起始酶乙酰辅酶 A氧化酶(acyl-CoA oxidase,ACX)的活性;进
行基于表达序列标签(expressed sequence tags,EST)库的基因家族成员克隆,并利用实时定量 PCR
分析了基因的表达模式。试验包括 2009年和 2010年的年度重复。
桃果实在 20 ℃成熟衰老进程中的内酯类香气物质含量随着乙烯跃变趋于快速积累,置于冷害诱
导温度(5 ℃)处理的果实在货架期间具有最低含量的内酯,而 0 ℃和程序降温处理则通过有效延
缓冷害发生维持了较高含量的内酯。长链酰基辅酶A为底物的ACX酶活性在 20 ℃成熟衰老进程中随
着内酯含量积累而增加,而以中链和短链酰基辅酶A为底物的酶活性则维持基本稳定。进一步分析
显示,长链酰基辅酶A为底物的ACX酶活性与内酯含量呈现显著正相关关系(R2 = 0.80 ~ 0.96)。基
于桃EST库,克隆获得了 4个ACX基因家族成员,序列分析显示PpACX1具有中长链活性,PpACX2
具有长链活性,PpACX3 和PpACX4 具有短链和中链活性,它们分别与拟南芥AtACX1、AtACX2、
AtACX3和AtACX4具有较高的序列同源性。基因表达结果显示,PpACX1的表达模式与长链ACX酶
活性相似,其表达水平的增加伴随有内酯含量的积累。PpACX2的表达模式与PpACX1相似,但表达
水平的变化幅度较低。采后贮藏期间桃果实的PpACX3表达水平维持稳定,而PpACX4除了采后 1 d
出现转录本含量明显积累外其他阶段均维持稳定水平。主成分分析(principal component analysis,
PCA)结果表明,桃果实采后内酯含量与ACX长链酶活性和PpACX1表达水平具有相似的变化模式,
它们在一个族内聚集;不同温度处理的桃果实在PCA模型中具有不同的分布,如冷害果实可以显著
区别于非冷害果实。上述研究结果显示,长链ACX酶活性和PpACX1 表达参与了采后温度处理对桃
果实内酯类香气物质生物合成的调控。
关键词:桃;果实;采后;温度;乙酰辅酶 A氧化酶;内酯
中图分类号:S 662.1 文献标识码:A 文章编号:0513-353X(2011)S-2473-01
收稿日期:2011–09–14
基金项目:国家自然科学基金项目(31171937,30800739);浙江省自然科学基金项目(Y113140);浙江省创新团队项目(2009R50036);
宁波市科技局项目(2010C10038)
* 通信作者(E-mail:akun@zju.edu.cn;Tel:0571-88982937)