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青椒(Capsicum annuum),茄科辣椒属,别名大椒、灯笼椒,果实具有丰富的维生素C和水分。青椒因原产自热带而对低温敏感,当贮存环境低于7℃时会发生冷害,主要表现为果皮表面凹陷,花萼变色,水份和营养物质流失等,严重影响青椒的商品价值。有报道指出冷害与细胞膜组分的变化有着密切的联系,因此探究低温对青椒膜脂代谢的影响及其冷害的调控措施有着重要的科学意义。本试验通过分析低温胁迫下青椒果实膜脂组分、脂肪酸含量、脯氨酸含量、细胞膜透性、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量和膜脂代谢关键酶活性及其基因表达的变化,从膜脂代谢角度解释低温胁迫下青椒冷害的发生,并在此基础上筛选了与膜脂代谢关键酶基因PLDα1互作的转录因子NAC100。采用水杨酸处理对低温胁迫下青椒果实冷害进行调控的技术,为采后青椒低温储运提供理论基础和技术支持。研究结果如下:1.在青椒果实膜脂组分中检测到两类糖脂:分别为单半乳糖甘油二酯(MGDG)和双半乳糖甘油二酯(DGDG),六类磷脂:分别为磷脂酸(PA)、磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰丝氨酸(PS)和磷脂酰甘油(PG),三类溶血磷脂:分别为溶血磷脂酰胆碱(LPC)、溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)和溶血磷脂酰甘油(LPG)。主要的脂肪酸组分包括亚油酸、亚麻酸、硬脂酸和棕榈酸。低温胁迫引起青椒果实PI、PC和PE的降解,PA、LPC含量增加,DGDG水平上升、MGDG水平下降,亚麻酸、亚油酸含量降低,硬脂酸含量增加,膜脂不饱和指数下降。低温胁迫诱导青椒果实磷脂酶D(PLD)、磷脂酶A1(PLA1)和脂氧合酶(LOX)活性上升,实时荧光定量PCR试验结果表明,PLA1家族基因PLA1β1、PLA1γ2,PLD家族基因PLDα1、PLDα4、PLDβ1对低温胁迫有明显的响应。同时,相对电导率和MDA含量显著上升,脯氨酸明显积累,研究认为低温胁迫激活了青椒膜脂代谢相关酶和基因表达,加速了膜脂的降解,导致细胞膜结构和功能的损伤。2.水杨酸处理能够提高青椒果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶的活性,降低超氧阴离子(O2﹣)生成速率和过氧化氢(H2O2)含量,调节抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环相关酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,维持较高的AsA和GSH含量,有效抑制青椒果实冷害指数的上升。水杨酸处理抑制了青椒果实PA、LPC含量的上升和PC、PE的降解,使青椒果实保持较高的亚油酸、亚麻酸含量,降低了硬脂酸的增加,进而维持较高的膜脂不饱和指数。同时,水杨酸处理抑制了青椒果实PLD、PLA1和LOX的活性和基因表达,进一步延缓膜脂的降解和膜脂过氧化反应,减少膜脂过氧化产物MDA含量的积累和相对电导率的上升。通过酵母单杂交技术筛选出了与膜脂代谢关键酶基因PLDα1互作的转录因子NAC100,发现水杨酸处理能够降低转录因子NAC100的基因表达,认为水杨酸处理可能通过调节编码PLD的NAC转录因子的基因表达来调控PLD的活性进而缓解青椒膜脂组分的降解,减轻冷害。