香蕉果实成熟软化过程中β-D-木聚糖苷酶活性变化

β-D-木聚糖苷酶是细胞壁半纤维素中阿拉伯木聚糖和木聚糖残基降解的主要酶,对香蕉贮藏过程中果皮、果肉中β-D-木聚糖苷酶活性以及果实硬度、呼吸强度和乙烯释放量的变化进行测定分析。结果显示:β-D-木聚糖苷酶活性在果实贮藏初期的变化很小,到果实硬度开始急剧下降时迅速增加,其增加量在果皮和果肉中分别为12和22倍以上,且果肉中的酶活性大于果皮中;乙烯吸收剂处理延缓了香蕉果实呼吸和乙烯的高峰出现以及果实硬度、果肉和果皮中β-D-木聚糖苷酶活性变化的速度和幅度,但并不改变其活性的变化趋势。结果证明,β-D-木聚糖苷酶能诱导香蕉果实成熟,在果实软化中起着十分重要的作用,且其活性受乙烯的调节。     

香蕉果实后熟过程中果肉软化差异的研究

对香蕉果实贮藏过程中内、外果肉相关生理生化指标及细胞结构的变化进行系统的观察分析,结果显示:(1)在贮藏初期香蕉果实内果肉的硬度小于外果肉,在贮藏过程中的同一时期,均表现出内果肉硬度小于外果肉,且内果肉硬度较外果肉先降到零;(2)在贮藏初期内果肉中多聚乳糖醛酸酶(PG)和淀粉酶的活性均高于外果肉,随着贮藏时间的延长,酶活性在内、外果肉均表现出不断增加,且这两种酶活性在内果肉中早于外果肉达到最高值,但其在内果肉中的最高值均略低于外果肉的最高值;而淀粉含量却相反,在贮藏初期内果肉中淀粉含量低于外果肉,且在贮藏过程中的降解速率高于外果肉;(3)超微结构显示,香蕉果实内果肉中淀粉粒和细胞壁结构的降解均早于外果肉.研究表明,香蕉果实的软化首先由内果肉细胞降解开始,并呈放射状向外逐步延伸.     

香蕉果实XET cDNA的克隆及其在成熟软化的果实果皮和果肉中的表达分析

木葡聚糖内糖基转移酶(Xyloglucan endotransglycosylase,XET)通过分解细胞壁半纤维素多糖的主要成分--木葡聚糖而参与果实软化.为了阐明香蕉(Musa acuminata.Colla cv.GrandNain)果实成熟过程中的软化与细胞壁代谢酶XET基因表达模式的关系,采用RT-PCR和RACE-PCR方法,首次从成熟香蕉果实果肉中分离了编码XT基因的全长cDNA(MA-XET1,全长1 095 bp).序列分析表明,MA-XET1的5'端和3'端的非翻译区分别为66 bp和1 89bp,该片段含有一个完整的开放读码框,编码280个氨基酸,推导的MA-XET1蛋白质中存在XET蛋白的催化活性部位DEIDFEFL.Southern杂交表明,MA-XET1在香蕉基因组中由多拷贝基因编码.Northern分析显示,跃变前期的果肉中,不能检测MA-XET1基因的表达,跃变期的果实果肉中MA-XET1表达增加,跃变后期该基因表达略有减弱;在跃变前期的果实果皮中,MA-XET1的积累较低,跃变期的果实果皮中积累大幅增加,而后迅速下降.Propylene(丙烯,乙烯的类似物)处理降低香蕉果实果皮和果肉的硬度,而且propylene促进MA-XET1在果皮和果肉中的积累.这些结果表明,MA-XET1参与香蕉果实成熟过程中的果皮和果肉软化,并且,MA-XET1的表达在转录水平上受乙烯调控.     

香蕉果实成熟软化过程中细胞壁物质的变化

系统研究了香蕉果实软化过程中细胞壁物质―醇不溶性固形物(AIS)以及3种不同性质的果胶物质:水溶性果胶(WSP)、酸溶性果胶(HP)和碱溶性果胶(OHP)含量的变化。结果表明:随果实的成熟软化,AIS的含量不断降低,且在呼吸跃变时急剧降低;WSP的含量不断增加,HP和OHP的含量不断减少,且均表现出在早期变化量少,在果实硬度迅速降低时变化明显。该研究进一步证明细胞壁物质的变化是导致香蕉果实软化的主要原因。     

香蕉果实软化相关β-半乳糖苷酶基因的克隆及其表达分析

β-半乳糖苷酶（β-galactosidase）通过分解细胞壁半纤维素切除半乳糖键而参与果实软化。为了阐明香蕉（Musasp．）果实成熟过程中的软化与细胞壁代谢酶β-半乳糖苷酶基因表达之间的关系,采用RT-PCR方法,从成熟香蕉果实果肉中分离了编码β-半乳糖苷酶基因的部分cDNA（MA-Gal）,序列分析表明,MA-Gal包含927bp,编码309个氨基酸,包含5个β-半乳糖苷酶结构域（典型真核生物中β-半乳糖苷酶包含7个结构域）,推导的MA-Gal蛋白质中有β-半乳糖苷酶蛋白的催化活性部位GGPIILSQIENEY（F）;系统进化树分析结果表明MA-Gal属于第一类β-半乳糖苷酶基因（该类主要在果实中表达）;β-半乳糖苷酶活性和硬度的变化表明其与香蕉果实硬度变化密切相关;Northern分析显示,跃变前期的果肉中,MA-Gal基因的表达量很低,后随着果实的软化表达量不断增加,并在呼吸跃变后达到最高。所有结果表明,MA-Gal参与香蕉果实成熟过程中的软化。     

成熟香蕉果实活性氧与乙烯形成酶活性的关系

香蕉果实成熟过程,随着活性氧产生速率从低水平→迅速跃升→高峰→下降的变化,其乙烯形成酶活性及乙烯产生也经历了基本同步的过程,显示了三者之间具有某种内在联系。外源超氧阴离子自由基（O2）能使乙烯形成酶（EFE）活性及乙烯产生出现跃升和高峰的时间明显提前;超氧歧化酶（SOD）则使EFE活性及乙烯产率明显下降。进一步说明了在香蕉果实成熟过程中,O2可能是引起EFE活性及乙烯产生迅速上升的原因之一,而过氧化氢（H2O2）则被证明与EFE活性及乙烯产生没有直接的关系。     

香蕉一个Ⅲ类酸性几丁质酶基因与果实成熟关系的研究

为了解Ⅲ类酸性几丁质酶基因(MaCHⅢ)与香蕉果实采后成熟过程的相互关系,对经乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理的巴西香蕉果实采后乙烯释放量、Ⅲ类酸性几丁质酶基因(MaCHⅢ)表达以及几丁质酶活性进行了测定.结果显示:(1)乙烯催熟处理的香蕉果实,乙烯释放量比对照处理的果实提前15 d达到高峰;1-MCP处理的香蕉果实,乙烯生物合成和果实成熟明显受到了抑制.(2)外源乙烯加速了MaCHⅢ基因的下调表达和Ⅲ类酸性几丁质酶活性的下降,MaCHⅢ表达量和Ⅲ类酸性几丁质酶活性分别在采后第3天和第4天下降到最小值.(3)1-MCP处理使MaCHⅢ基因呈现上调表达,Ⅲ类酸性几丁质酶活性上升,MaCHⅢ基因表达量和Ⅲ类酸性几丁质酶活性分别在采后18 d和25 d达到高峰.研究表明,MaCHⅢ基因可能与香蕉果实采后成熟呈负相关.     

赤霉素和萘乙酸对柿果实采后成熟软化生理指标的影响

以采后'富平尖柿'果实为试材,常温下用60 mg/L赤霉素(GA3)和20 mg/L α-萘乙酸(NAA)进行处理,考察柿果实成熟软化相关生理指标及果胶物质代谢在贮藏过程中的变化,以明确GA3和NAA处理对柿果实贮藏效果的影响.结果显示:GA3、NAA处理果实的贮藏时间分别比对照延长了4 d和10 d;GA3和NAA处理可显著延缓果实硬度的下降进程,有效降低果实呼吸强度和乙烯释放量,且呼吸高峰和乙烯高峰的出现明显迟于对照;果实多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的升高受到抑制,从而延缓了原果胶的降解以及水溶性果胶含量的增加,阻碍了果实的软化进程.试验表明,GA3和NAA处理可有效延缓柿果实的后熟软化,延长其贮藏期限, 并以GA3的效果尤为明显.     

苹果果实发育过程中α—淀粉酶的活性、数量变化和亚细胞定位

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用,块根贮藏及肉质果实的发育密切相关,α-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一。然而由于它在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外,与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离,所以该酶在植物活体内的生理功能至今不完全清楚,研究表明,在苹果（Malus domestica Borkhcv.Starkrimson)果实发育过程中,α-淀粉酶活性由低到高,与淀粉含量大致呈现互为消长的变化。Western blotting实验证明,在果实发育过程中,α-淀粉酶的表观数量也是由少到多,与活性的变化一致,利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实发育过程中,α-淀粉酶的珍观数量也是由少到多,与活性的变化一致,利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实内α-淀粉酶主要定位于质体内,其他亚细胞区域内α-淀粉酶分布很少;尤其在果实发育中后期,围绕质体内淀粉粒有高密度的α-淀粉酶分布,说明该酶主要分布于细胞内功能区域,α-淀粉酶优先定位于质体内的亚细胞分布特点在果实整个生长发育期没有变化,随着果实发育的推进,质体内胶体金分布密度显增加,此结果与Western blotting实验相互印证,推测α-淀粉酶参与了果实细胞内质体中淀粉的水解过程。     

柿果实采后软化过程中细胞壁组分代谢和超微结构的变化

柿果实采后果胶酯酶活性迅速上升,其活性与果实硬度的下降呈明显的负相关。多聚半乳糖醛酸酶活性增加缓慢,但其活性与果实硬度的下降无明显相关性。β-半乳糖苷酶活性迅速增加,其活性与果实硬度的下降呈明显的负相关。纤维素酶活性呈逐渐上升趋势,与果实硬度的下降也呈明显的负相关。伴随着细胞壁水解酶活性的增加,果实原果胶和纤维素含量迅速下降,而水溶性果胶含量则迅速上升。柿果刚采收时细胞壁结构完整,3d后细胞壁中胶层基本被溶解,甚至初生壁也局部发生降解。     

西黑冠长臂猿粪便微生物宏基因组来源的高比活α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶的重组表达及酶学性质

【背景】α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶是一类重要的半纤维素酶,能协同其他半纤维素酶降解木聚糖,在食品、医药、生物质能转化中具有应用价值。【目的】挖掘新型α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,对其进行异源表达、纯化并研究其酶学性质。【方法】从西黑冠长臂猿粪便微生物宏基因组中扩增α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶基因,在大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达,并进行酶学性质研究。【结果】从粪便微生物宏基因组中扩增得到α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶基因AbfNC2b_38,并获得重组α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶AbfNC2b_38,其分子量为57.04 kDa。AbfNC2b_38的最适作用条件为55 ℃、pH 6.0,K_m和V_max分别为(6.48±0.73) mmol/L和(1 248.0±114.6) U/mg,与其他宏基因组来源的α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶相比具有最高比活300.81 U/mg。AbfNC2b_38具有较好的乙醇和NaCl耐受性,30%乙醇下耐受1 h保持68%的活性;25% NaCl中耐受1 h,相对酶活仍保持在约70%。与木聚糖酶协同降解山毛榉木聚糖时,协同率最高为1.21。【结论】从西黑冠长臂猿粪便微生物宏基因组中获得新型α-l-阿拉伯呋喃糖苷酶基因AbfNC2b_38并成功异源表达。AbfNC2b_38具有较好的乙醇和NaCl耐受性,能与木聚糖酶协同作用提高木聚糖的降解效率,在饲料、食品加工等领域具有潜在的应用价值。     

苹果果实发育过程中α-淀粉酶的活性、数量变化和亚细胞定位

淀粉降解代谢与种子萌发、叶片光合作用、块根贮藏及肉质果实的发育密切相关.α-淀粉酶是催化淀粉水解的重要酶之一,然而由于它在生活细胞中经常定位于叶绿体或质体之外,与淀粉基质在亚细胞水平上相互隔离,所以该酶在植物活体内的生理功能至今不完全清楚.研究表明,在苹果(Malus domestica Borkh cv. Starkrimson)果实发育过程中,α-淀粉酶活性由低到高,与淀粉含量大致呈现互为消长的变化.Western blotting实验证明,在果实发育过程中,α-淀粉酶的表观数量也是由少到多,与活性的变化一致.利用胶体金免疫电镜定位技术证明,果实内α-淀粉酶主要定位于质体内,其他亚细胞区域内α-淀粉酶分布很少;尤其在果实发育中后期,围绕质体内淀粉粒有高密度的α-淀粉酶分布,说明该酶主要分布于细胞内功能区域.α-淀粉酶优先定位于质体内的亚细胞分布特点在果实整个生长发育期没有变化.随着果实发育的推进,质体内胶体金分布密度显著增加,此结果与Western blotting实验相互印证.推测α-淀粉酶参与了果实细胞内质体中淀粉的水解过程.     

以α-葡萄糖苷酶活性抑制率为指标优化山茱萸果肉的提取条件

山茱萸(Cornus officinalis Sieb.et Zucc.)的干燥成熟果肉是三大名贵木本药材之一[1].新鲜山茱萸果肉中含有单糖、多糖、有机酸、苷类、环烯醚萜类、黄酮、蒽醌、甾体和内酯等成分[2],临床上多用山萸肉和酒山萸肉;山茱萸是常用的降血糖药物[3],常出现在中医降血糖的组方中.现代药理研究结果表明:山茱萸所含的糖蛋白、熊果酸、齐墩果酸、多糖、苷类、鞣质和环烯醚萜类等成分都具有降血糖效果[4-11].α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制小肠黏膜刷状缘α-葡萄糖苷酶对食物中淀粉和糖类的降解,延迟并减少葡萄糖的吸收,从而降低餐后血糖;目前常用的此类降糖药物有阿卡波糖、伏格列波糖和米格列醇,但价格高、副反应和毒副作用较大,因此从天然动植物和矿物中寻找低毒、高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂具有广阔的应用前景.     

甜瓜成熟期间多聚半乳糖醛酸酶与乙烯的变化和果实软化的关系(简报)

内源乙烯在河套蜜瓜成熟之前就已产生,其含量上升先于呼吸跃变。多聚半乳精醛酸酶活力显著增加与果实软化平行相关,并与内源乙烯变化趋势一致。乙烯利处理后,该酶活力与乙烯生成量呈正相关。     

猕猴桃果实成熟进程中木葡聚糖内糖基转移酶mRNA水平的变化

以中华猕猴桃（ActinidiachinensisPlanch．）果实为试材,木葡聚糖内糖基转移酶（XET）cDNA为探针,研究果实成熟进程中XETmRNA的变化规律,探讨XET在果实后熟软化过程的作用。结果表明,20℃下外源乙烯处理可促进XETmRNA的积累,且这种效应因乙烯处理时间的加长而加强,进而加速了果实软化;0℃处理可抑制XETmRNA的增加,延缓果实软化,但当果实转入20℃后熟时,果实硬度迅速下降,而XETmRNA水平变化不明显。认为XET可能只是一种诱导酶,由它引起的细胞壁解聚并非是猕猴桃果实后熟软化的关键因子。     

龙眼果实采后果肉自溶过程中细胞壁组分及其降解酶活性的变化

在(10±1)℃下贮藏的‘福眼’龙眼果实果肉自溶指数和自溶程度随着贮藏时间的延长而增加。果肉细胞壁干重、原果胶、纤维素、半纤维素和细胞壁蛋白含量不断减少。果肉果胶酯酶(PE)活性下降;多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性在贮藏6～12d以及纤维素酶活性在贮藏0～12d期间均明显增强,到第12天达到活性高峰,之后下降。但在贮藏0～24d期间,PE、PG和纤维素酶仍然保持较高活性,贮藏24d之后快速下降。β-半乳糖苷酶活性在贮藏0～24d期间略有下降,而在贮藏24d后,活性增强,尤其是贮藏30d后,活性急剧升高。     

桃果实成熟前后细胞壁成分和降解酶活性的变化及其与果实硬度的关系

比较桃品种‘双久红’和‘川中岛白桃’果实成熟前后20 d内果肉硬度、细胞壁成分和细胞壁降解酶活性变化的结果表明,桃果实成熟5 d后,‘双久红’桃果实的硬度、纤维素含量和原果胶含量均极显著高于‘川中岛白桃’:从成熟前15 d开始,‘双久红’的水溶性果胶含量、多聚半乳糖醛酸酶活性和纤维素酶活性均极显著低于‘川中岛白桃’;整个成熟期间,‘双久红’的果胶甲酯酶活性明显低于‘川中岛白桃’。相关分析表明,果实硬度与原果胶、纤维素含量呈极显著正相关,而与可溶性果胶含量、多聚半乳糖醛酸酶活性和纤维素酶活性呈极显著负相关。     

1-甲基环丙烯处理对采后杨桃果实软化和细胞壁代谢的影响

为探讨1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)延缓采后杨桃果实软化的作用机理,本文研究了0.6 μL/L 1-MCP处理对在(15±1)℃、相对湿度90%下贮藏的‘香蜜’甜杨桃(Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi)果实软化和细胞壁代谢的影响。结果表明：与对照果实相比,1-MCP处理可保持较高的杨桃果实硬度,有效降低果胶酯酶(pectinesterase, PE)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)、纤维素酶等细胞壁降解酶活性,延缓原果胶、纤维素、半纤维素含量的下降和水溶性果胶含量的增加。因此认为,0.6 μL/L 1-MCP处理能有效控制采后‘香蜜’甜杨桃果实的软化进程,延长果实保鲜期。