香蕉是一种典型的呼吸跃变型果实,研究其成熟的调控及机理具有重要的理论和实践意义。分离并分析在成熟过程中的差异表达基因是进行成熟机理研究的一个重要手段。本研究在抑制缩减文库和cDNA微阵列的基础上,选取其中的水分代谢、抗氧化代谢、蛋白降解以及植物抗逆性相关的cDNA片段,进行全长序列克隆,获得了一个香蕉水通道蛋白(Musa acuminata aquaporin)基因(MaAQP1)、一个香蕉泛素结合酶(Musa acuminata ubiquitin—conjugating enzyme)基因(MaUBCE)、2个香蕉乙二醛酶(Musa acumina La glyoxalase)家族基因(MaGL014,MaGL018)和一个香蕉抗坏血酸过氧化物酶(Musa acuminata ascorbate peroxidase)基因(MaAPX)全长序列。利用半定量RT-PCR的方法,研究这些基因在香蕉各组织和分别用乙烯、高锰酸钾处理及自然成熟的果实在成熟过程中的表达情况。结果表明,这些基因在果实、茎、叶、花和根均有表达,并且在香蕉采后成熟过程中均表现H;差异表达的特点。MaAQPl基因在正常和诱导成熟的果实中,表达持续下降,并在乙烯高峰时达到最低点。而在乙烯吸收剂高锰酸钾处理中,MaAQPt表达平稳,第14天时有一高峰。因此,MaAQPI可能在香蕉采后成熟过程中通过调控水分运输,对乙烯的牛物合成起着负调控的作用。MaUBCE在正常成熟的果实中,基因表达稳步上升,并在成熟末期,16天时达到最大值。说明乙烯的牛物合成对MaUBCEi基因的表达起正调控作用,可能通过控制细胞中某些蛋白质的完全或部分降解,或是对某些蛋白质进行修饰,进而参与果实成熟衰老过程中的多种牛理牛化反应。MaAPX基因在叶中的表达高于根、茎、花的组织。在乙烯吸收剂处理的果实中,表达量高于正常成熟的和乙烯处理的果实。在正常成熟的果实和乙烯诱导处理的果实中,该基因下调表达,并且在乙烯高峰时,降到最低点。MaGL018和MaGL014基因在采后香蕉果实成熟过程中的表达相一致,基本是随着成熟度的增加先是下调,然后有所上升。从上可见,这些基因的表达随乙烯的牛物合成的过程而呈不同的变化趋势,说明这些基因与乙烯存在某种关系,fIj期间是如何相互起作用的,还不清楚。今后可进一步利于运用RNA干扰、定点突变等方法研究这些摹因的功能。我们采用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein)基因(GFP)作为报告基因,构建了含MaAQPl基因的植物表达载体pCAMBIAMaAQP ,利用基因枪介导的方法将pCAMBIAMaAQI,导入洋葱内表皮。在荧光显微镜下,观察到GFP在细胞质膜上瞬间表达,表明MaAQP1定位于质膜上。本研究克隆和鉴定了香蕉采后成熟相关的5个差异表达基因,为从香蕉采后水分代谢、抗氧化作用和蛋白质降解等方面了解香蕉采后成熟的机理提供了一些有价值的初步证据,为香蕉果实采后成熟机理提供了理论上的参考。