论文部分内容阅读
桃是世界和我国最主要和最具经济价值的核果类水果,江浙一带的优质水蜜桃常温条件下极不耐贮藏,保鲜技术不够完善导致产品在市场上流通和供应期受到限制。因此,桃果实成熟衰老机理及其保鲜技术研究备受重视。本研究通过桃果实成熟期间和采后NO处理后果实蛋白质组学的研究,对分析获得的显著差异蛋白点进行功能鉴定、归类和分析讨论,获得桃果实成熟衰老和NO调节成熟衰老的分子机制,为深入阐释桃果实成熟衰老分子机理提供参考。主要研究结果如下:1.不同发育和成熟度的’霞晖8号’桃果实经蛋白质组学iTRAQ技术分析,有5047个不重复蛋白质,其中1207个蛋白质被鉴定为3个生物重复样品所共有,蛋白丰度变化大于1.2倍的蛋白有387个(其中2-fold以上差异表达的蛋白点79个,1.5倍-2倍差异蛋白数有62个),分属21个功能类别。主要参与了蛋白质翻译后修饰与转运和分子伴侣(12.81%)、碳水化合物运输与代谢(11.70%)、氨基酸运输与代谢(7.80%)、翻译和核糖体结构及生物合成(6.13%)和能源产生与转化(6.13%)。2.比较不同发育和成熟阶段’霞晖8号’果实的差异蛋白显示,C/A、C/B、D/C、E/C和F/C组中,2倍以上差异蛋白个数分别为23个、1个、23个、42个和3个,其中以C/A和E/C组参与的功能类别为多。C/A组1.2倍以上差异蛋白个数是C/B组的5倍多(165/32),2倍以上差异蛋白点是C/B组的23倍(23/1);E/C组1.2倍以上蛋白差异个数分别是D/C和F/C组的2.90倍(203/70)和5.34倍(203/38),2倍以上差异蛋白点是D/C和F/C组的1.83倍(42/23)和14倍(42/3)。以上结果表明,不同阶段的桃果实生物学变化存在显著差别。3.差异蛋白功能分析揭示,桃果实成熟衰老期间其生物学代谢途径、方向和强度及效能发生显著变化。桃果实采前以糖类和碳水化合物合成、蛋白翻译和表达及修饰为主,具有强大的离子和物质运输能力,有效保持渗透平衡,进行旺盛的氧化还原反应;接近采收的果实中Rubisco开始降解,为合成反应提供氮源;采收时果实氧化磷酸化作用呈上升趋势,呼吸作用加剧,氨基酸代谢加剧,糖类及碳水化合物代谢转而以分解为主;成熟后期果实氧化还原反应和氧化磷酸化反应显著增强,并具有较强的物质运输能力,脂类代谢和蛋白质翻译表达活动极为活跃,细胞壁降解速度加快,能量利用率趋于降低。4.以’霞辉5号’水蜜桃为试材,对NO处理(10μL/L,室温20-25℃,3h)和对照桃果实常温贮藏后进行2-DE蛋白电泳,以获得的电泳图进行比较,对差异蛋白进行质谱鉴定和数据库匹配。结果显示,鉴定出的104个(>2-fold)差异蛋白点参与了不同的代谢过程,按照其功能可以分为7类,30.77%参与能量和代谢、25.00%参与应激反应和防御、8.65%与细胞结构有关、8.65%与蛋白质命运有关、6.73%参与运输和转导、5.77%与成熟和衰老有关等。差异蛋白中与能量和代谢相关的蛋白所占比例最大,其次是参与能量产生、物质(碳水化合物、氨基酸、蛋白质、脂质)和次生代谢。这些结果表明,NO处理显著影响了能量和代谢及相关应激反应和防御相关蛋白质的表达,进而参与了桃果实的成熟过程。5.差异蛋白细胞定位结果显示,大部分蛋白位于细胞质(40个)和叶绿体中(34个),其他蛋白位于细胞核(10个)、线粒体(8个)、细胞外空间(3个)、液泡(2个)、有色体(1个)和内质网腔(1个),表明NO影响蛋白表达与众多细胞器有关。6.蛋白功能分析结果表明,NO调控桃果实成熟的机理复杂,包括通过提高SOD和热休克蛋白70提高防御能力、形成ACO-NO-ACC复合物影响乙烯生物合成、减少细胞色素c氧化酶进而抑制电子运输和耗氧量、加强profilins以抑制细胞壁的降解。另外,NO增加了 SOD和抗坏血酸-谷胱甘肽循环中酶活性而抑制ROS的生成、减少Ca2+离子和其它结构组件损失而抑制细胞壁降解,维持细胞结构和功能。