γ射线辐照抑制鲜核桃萌发的呼吸代谢生理机制研究

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近年来,鲜核桃以其营养丰富、口感好和抗氧化能力强等优点深受消费者喜爱。然而,鲜核桃因其采后含水量和酶活性较高、呼吸代谢较旺盛等特性,在常温放置期间很快发芽,严重影响其贮藏品质。课题组前期研究发现,适宜剂量的 60Cογ辐照处理可抑制鲜核桃的采后萌发,而种子的萌发与呼吸代谢密切相关。试验以?辽核2号‘鲜核桃为试材,研究0.300kGy 60Cογ辐照对(25±1)℃沙藏期间鲜核桃呼吸代谢途径关键指标的影响,进一步探究辐照抑制鲜核桃采后萌发的呼吸代谢途径生理机制,为鲜核桃辐照保鲜提供理论依据。获得主要结论如下:  (1)0.300kGy辐照处理显著抑制了鲜核桃沙藏期间的胚萌发和发芽后胚的伸长, 24d时,对照和辐照鲜核桃的发芽率分别为83%和3%,表明0.300kGy 剂量的辐照处理对鲜核桃具有显著抑芽效果。  (2)呼吸强度是植物体生命活动强弱的重要指标。60Cογ辐照提高了鲜核桃沙藏初期的呼吸强度,但是抑制了其中后期呼吸强度的升高。  (3)对鲜核桃呼吸末端氧化酶活性测定结果表明,辐照抑制了种仁和胚中AAO和CCO活性,也抑制了种仁中的PPO活性,降低了氧化还原中电子的传递速率,抑制了呼吸代谢的增强,进而抑制了鲜核桃的采后萌发。  (4)EMP-TCA循环是呼吸代谢途径的主要通路,PPP途径是呼吸代谢的支路,其中EMP-TCA的效率远高于PPP途径。研究对NADK活性和NAD(H)、NADP(H)含量的变化测定结果表明,辐照增强了鲜核桃沙藏期间的PPP途径,但是减弱了EMP-TCA循环途径,导致了呼吸强度的下降,最终抑制了萌发。  (5)PPP途径是种子萌发的关键呼吸代谢途径,本研究对PPP途径的关键酶活性及其基因表达水平测定结果表明,辐照提高了鲜核桃种仁和胚中G6PDH和6PGDH活性,导致了PPP途径的增强。  (6)乙醛酸循环是油料种子萌发过程中油脂转化为糖类的唯一途径。研究对乙醛酸循环关键酶活性及其基因表达水平测定结果表明,辐照显著抑制了鲜核桃种仁和胚中ICL酶活性在沙藏后期的升高,抑制了乙醛酸循环的效率,导致其呼吸代谢底物供给不足,进而影响了呼吸代谢和采后萌发。  综上所述,辐照通过增强PPP途径,减弱EMP-TCA途径和乙醛酸循环,降低呼吸末端氧化酶活性和呼吸电子传递速率,最终降低了沙藏期间核桃呼吸代谢速率进而影响萌发。
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