拟南芥乙烯合成酶ACS基因家族研究进展

1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)合酶(ACC synthase,ACS)是乙烯生物合成的限速酶。ACS酶活性是ACC和乙烯调控植物生长发育的基础,其酶活性调节主要涉及转录启动、翻译后修饰、酶高级结构形成、生化特性等方面。简要总结拟南芥ACS酶活性研究进展。     

乙烯生物合成中间体——1-氨基环丙烷-1-羧酸及其丙二酸结合物的测定

乙烯是植物内源激素之一,它对植物的生长、发育、衰老、器官脱落和果实成熟等多种生理过程起着调节作用。1979年,Adams和Yang提出了苹果组织中乙烯的生物合成途径为蛋氨酸→S-腺苷蛋氨酸(SAM)→1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-am-inocyclopropane-1-carboxylic acid简称ACC)     

甜柿采后生理特性及对1-MCP处理的反应

以甜柿品种‘阳丰’为材料,在20℃和0℃贮藏条件下研究了1-MCP(1-甲基环丙烯)处理对不同成熟度甜柿果实采后乙烯释放速率、呼吸速率和品质特性的影响。结果表明:1-MCP处理可延缓贮藏和货架期间甜柿果实的软化、抑制呼吸速率和可溶性固形物含量(SSC)的变化,但对乙烯释放速率的作用不一致。1-MCP处理对成熟度I果实的效果优于成熟度Ⅱ。低温贮藏虽然能显著延缓果实硬度的下降,但在0℃贮藏30、60和90 d后7 d货架期结束时,对照果完全软化,而经1-MCP处理后果实果肉硬度仍保持“脆”性。因此,贮前0.50μL.L-11-MCP处理结合低温贮藏是延长‘阳丰’甜柿贮藏期的有效途径,具有广泛的应用前景。     

''嘎拉''苹果对不同浓度1-MCP处理的反应

以'嘎拉'('Kid's Orange'×'Delicious')苹果为试材,研究了0℃贮藏期间及贮藏30、60、90和120 d后转入室温7d货架期间1-MCP(1-甲基环丙烯)对果实呼吸速率、乙烯释放速率、品质和蛋白质变化的影响.结果表明,1-MCP处理显著抑制嘎拉苹果贮藏期间和贮后货架期间呼吸和乙烯释放速率,延缓果实硬度、可滴定酸含量的下降,对可溶性固形物含量无影响.对照果实在贮藏过程中,出现5条明显的特异性蛋白条带,1-MCP处理能抑制特异蛋白表达.300 nL·L-1浓度1-MCP处理与600 nL·L-11-MCP处理作用效果无显著差异.     

Met对渗透胁迫下小麦幼苗内源多胺含量和乙烯产生的影响

渗透胁迫下,小麦幼苗内源多胺含量和乙烯产生均明显增加,再用0．4mmoL甲硫氨酸掺人处理后,乙烯释出加速,精胺含量进一步增多,亚精胺含量变化不大,腐胺的含量几乎减少到胁迫前的水平。可见,渗透胁迫下,甲硫氨酸既可以在Met循环中以甲硫氨酸与腐胺联合生成亚精胺,进而再与亚精胺联合生成精胺,又可以S-腺苷甲硫氨酸分解生成5’-甲硫基腺苷和氨基环丙烷羧酸,最后由氨基环丙烷羧酸加氧生成乙烯。     

采后黄花梨(Pyrus pyrifolia Nakai.)果实中丙二烯氧合酶的生理功能

以不同成熟时期黄花梨果实为材料 ,研究果实采后成熟衰老进程中丙二烯氧合酶 (AOS)与几个成熟衰老相关因子的关系 ,探讨AOS的生理功能。结果表明 :2 0℃下不同成熟时期果实成熟衰老进程中的AOS活性变化均为峰形曲线 ,活性峰值出现在采后 10～ 12d ,先于乙烯跃变峰 2～ 4d ;果实成熟衰老各种相关因子的变化峰值出现的先后顺序依次是 :脂氧合酶(LOX)、自由基 (O- ·2 )、AOS、ACC (1 氨基环丙烷 1 羧酸 )合成酶、ACC、ACC氧化酶 ,最后为乙烯跃变峰的出现。 1℃下贮藏果实的AOS活性、乙烯合成和其他成熟衰老相关酶活性均受到强烈抑制 ,ACC和O- ·2 含量也较低 ,果实衰老进程被显著延缓。推测AOS是乙烯合成的上游调控因子之一。     

通过表达ACC脱氨酶基因控制番茄果实的成熟

乙烯在跃变型果实的成熟过程中起着触发呼吸跃变和促进果实成熟的作用。细菌来源的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶能降解乙烯的直接前体ACC,从而抑制植物体内乙烯的合成。我们用PCR方法从假单孢杆菌中克隆到ACC脱氨酶基因并通过农杆菌介导的方法将其转入番茄(Lycopersicun esculentum)中。再生植株经Southern blot检测证明,ACC脱氨酶基因已整合到番茄基因组中并稳定表达。转基因番茄果实成熟期的推迟时间与体内乙烯的抑制程度有相关性。转基因番茄植株乙烯的合成降低80%左右,果实在离体条件下可保鲜75d左右。研究ACC脱氢酶基因在植物体内的作用可阐明高等植物体内乙烯的作用机理并为培育耐贮藏果蔬品种打下基础。     

拟南芥LTP2参与乙烯信号转导调控的初步研究

以野生型拟南芥(Col-0)与脂质转运蛋白(LTP2)突变体ltp2为试验材料,初步研究了LTP2对乙烯信号转导的影响.采用乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC)处理野生型与突变体材料,结果表明,LTP2基因的表达受乙烯诱导,"三重反应"的表型显示突变体ltp2对乙烯的敏感性弱于野生型.采用荧光定量PCR(Real-ti...     

低温对梨(Pyrus communis L.)果实后熟过程中乙烯合成和反应的影响(英文)

Passe Crassane梨果实采后需经过 6 0～ 80d的低温处理才能正常后熟。为了明确低温促进果实成熟的机理 ,对果实进行了低温和低温结合 1 MCP(1 甲基环丙烯 ,乙烯作用抑制剂 )和丙烯 (乙烯类似物 )处理。研究发现 :果实经低温处理后 ,乙烯合成前体———ACC含量大幅度升高 ,而未经低温处理的果实 ,无论贮藏在空气中或用丙烯 1 0 0 0μl/L处理 ,果实中ACC、M ACC含量均保持较低水平。但冷藏前用 1 MCP处理可抑制冷藏果实或冷藏后升温的果实ACC含量的增高。这说明果实的后熟过程与低温和依赖乙烯的ACC合成酶的活性和基因的表达密切相关。未经冷藏的果实于 2 0℃下用丙烯处理 ,果实不能自发合成乙烯 ,但当果实经过冷藏后再用丙烯处理 ,则果实对丙烯的反应能力随冷藏时间延长而增强。为了进一步了解低温诱导的乙烯反应过程。我们对乙烯受体基因进行了研究。定量PCR分析结果表明 ,与拟南芥ETR1同源的基因的表达不受低温的调节。但冷藏后升温 ,或在升温后用丙烯处理时 ,mRNA含量降低。这些结果说明 ,低温可能是通过影响乙烯信号转导途径下游的其它因子而调节依赖乙烯的ETR1基因和ACC合成酶基因的表达 ,从而影响果实的成熟过程     

乙烯生物合成及其控制研究进展

 综述近年来对乙烯生物合成重要中间产物S-腺苷甲硫氨酸(SAM)及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)各种分流途径的研究进展,重点介绍参与这些途径的关键酶及其基因的特性,并对控制乙烯生物合成的基因工程作一总结。     

含ACC脱氨酶的根际细菌提高植物抗盐性的研究进展

盐胁迫是抑制植物生长的主要非生物因素之一,高浓度的盐分不利于植物体的生长和发育,严重时会导致植物细胞及植物体死亡.已有大量实验结果显示含ACC脱氨酶的根际细菌可以缓解高盐对植物的危害.ACC脱氨酶可以降解乙烯的直接前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC),从而降低胁迫乙烯的合成量.胁迫乙烯是阻碍植物生长的主要原因.首先介...     

不同后熟期‘菊水’梨果实对外源乙烯和1-MCP处理的生理响应

用80uL·L-1外源乙烯和1.0 uL·L-11-甲基环丙烯(1-MCP)处理不同后熟期'菊水'梨果实,分析处理后果实品质和生理指标在(25±1)℃贮藏温度下的变化特征.结果显示:在采收当天(采后0 d)和呼吸跃变初期(采后4 d),外源乙烯处理能明显促进果实硬度和可溶性同形物含量(SSC)的下降,降低活性氧清除酶(SOD、CAT和APX)的活性,提高呼吸速率和乙烯释放速率,促进果实后熟,1-MCP处理却表现出与乙烯相反的效应,且采收当天比呼吸跃变初期的作用效果更明显;在呼吸跃变中期(采后12 d),外源乙烯和1-MCP处理效果均不明显.研究发现,外源乙烯能促进果实后熟而1-MCP却抑制果实后熟,其效果因处理果实后熟期的不同而存在显著差异,果实后熟程度越高,其处理的效果越不明显.     

柿果实采后氧化还原电位与乙烯合成和相关酶活性的关系

该研究以广西特色柿品种‘恭城月柿''为材料,在采后贮藏过程中对其氧化还原电位(ORP)、乙烯生物合成量、硬度、色差、抗氧化酶及细胞壁降解酶活性的变化进行了测定,初步探讨柿果实氧化还原电位与乙烯生物合成和相关酶活性的关系。结果表明:贮藏期果实的硬度整体呈下降趋势,乙烯利处理果实的硬度从采后3 d即急速下降,至贮藏末期始终显著低于对照。贮藏前14 d果实转色较缓慢,采后15 d乙烯利处理果实的总色差ΔE值快速上升至29.6,转色完全,显著高于对照的11.9。在贮藏前期处理和对照果实的ORP均稳定在7.5 mv·g^-1,采后15 d乙烯利处理果实的ORP快速上升至11.9 mv·g^-1,是对照组的1.4倍。乙烯利处理果实的乙烯生物合成量在贮藏前期呈较低水平,采后15 d乙烯生成量急剧增加至0.372 μL·kg^-1·h^-1的高峰,对照乙烯生成量则始终维持在0.033 μL·kg^-1·h^-1的较低水平。可见,乙烯生成量的增加与ORP的上升关系密切。此外,抗氧化酶中的过氧化物酶(POD)和细胞壁降解酶中的β-D-半乳糖苷酶(β-D-Gal)活性与ORP呈极显著正相关,表明二者受果实ORP变化的影响。因此,经乙烯利处理柿果实的ORP贮藏末期显著上升,促进乙烯生物合成量的急剧增加,诱导抗氧化酶POD和细胞壁降解酶 β-D-Gal活性增强,导致果实急速后熟软化。柿果实ORP可能作为开关调控1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)生成乙烯这一生物化学反应,即打破ORP的稳定状态引发乙烯合成的启动。     

脂氧合酶、茉莉酸和水杨酸对猕猴桃果实后熟软化进程中乙烯生物合成的调控

20℃下后熟果实的LOX活性增加先于自由基产生和乙烯生成;JA处理对果实后熟软化启动期(采后1d)和果实快速软化期(采后5d)果实切片中的LOX活性、自由基产生和乙烯生物合成有促进作用,至果实软化后期(采后7d)这种效应消失;亚油酸只在采后1d果实切片中促使LOX活性和乙烯生成;SA处理抑制了果实后熟进程中组织切片的LOX活性、自由基产生和乙烯的生物合成;SA和JA对LOX活性和乙烯生物合成具有明显的拮抗作用。     

打孔气调贮藏与乙烯处理对猕猴桃采后品质的影响（简报）

猕猴桃(海沃德)采后果实呼吸强度和乙烯释放速率呈现明显的跃变。跃变期间果实软化,维生素C下降,总糖和还原糖上升,总酸变化不大。打孔气调贮藏有助于抑制果实软化,延缓果实衰老,延长贮藏期。采后使用100ppm乙烯处理,果实软熟加速。     

乙烯诱导西瓜果实的水渍化败坏

为了研究乙烯在西瓜(Citrullus lanatusThunb.Mansfeld)果实水渍化败坏过程中的作用,先将果实在5μL/L 1-甲基环丙烯(1-MCP)气体中处理18 h,然后在50 μL/L乙烯和20℃温度下贮藏.西瓜果实对乙烯处理的最初反应表现为胎座组织的电导率和游离汁液增加,同时出现组织软化和水渍化.水渍化的症状最初在靠近花萼端的内果皮中发生,在乙烯处理的第2天开始出现,ACC合成酶(ACS)和ACC氧化酶(ACO)的活性明显提高.1-MCP单独处理不产生任何明显的作用,但是会完全抑制外源乙烯诱导的水渍化败坏.没有经过乙烯处理的西瓜果实,贮藏2 d以后出现呼吸强度和乙烯释放量的高峰,10 d以后水渍化现象也零星出现.这些结果和1-MCP的预防效果说明,西瓜果实的水渍化败坏是一种由乙烯诱导的衰老现象.     

生长素和乙烯互作调控硝酸铵诱导的根毛分叉

以野生型拟南芥(WT)及其生长素和乙烯不敏感型突变体(aux1-7、axr1-3、etr1-1和etr1-3)为实验材料,采用固体培养法研究了高浓度硝酸铵对根毛发育的影响,以揭示其调控根毛发育的机制。结果表明:(1)随着外源硝酸铵浓度的逐渐增加,拟南芥根毛伸长受阻,产生大量的分叉根毛。(2)高浓度硝酸铵条件下,外源活性氧或活性氧产生抑制剂二苯基氯化碘(DPI)的添加能抑制高浓度硝酸铵诱导的分叉根毛产生。(3)高浓度硝酸铵条件下,外源生长素或乙烯合成前体物质1-氨基-环丙烷-1-羧酸(ACC)处理能恢复根毛的正常生长,解除高浓度硝酸铵诱导根毛分叉现象。(4)高浓度硝酸铵条件下,外源生长素处理乙烯不敏感型突变体或ACC处理生长素不敏感型突变体均能抑制突变体分叉根毛的形成。研究表明,活性氧、生长素和乙烯都参与了高浓度硝酸铵对根毛发育的过程调控;在硝酸铵诱导的根毛分叉中生长素和乙烯存在相互作用,在缺乏生长素信号通路时,乙烯能够发挥补充作用抑制分叉根毛的产生;在缺乏乙烯信号通路时,生长素也可以弥补缺失乙烯的作用抑制根毛的分叉,但是需要更高浓度的生长素才能充分抑制分叉根毛的产生。     

1-甲基环丙烯对台湾青枣采后生理效应的影响

研究了台湾青枣(Ziziphus mauritiana Lam．cv．Liuxiang)在25℃下贮藏期间1-甲基环丙稀(1-MCP)处理对果实品质和一些生理指标的影响。结果表明：250μgL^-1的1-MCP有效抑制了果实腐烂和褐变。在25℃下贮藏12d,对照和处理的好果率分别为12．5％和92．5％。果实经1-MCP处理后,乙烯合成受到显著抑制,乙烯高峰出现延迟,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高,从而减缓了丙二醛(MDA)的积累和细胞膜透性的升高。     

挥发性香气物质和乙烯生产在"湖景蜜露"桃果实发育过程中的变化

以"湖景蜜露"水蜜桃(Prunus persica L.)为试材,检测了果实从未成熟到成熟发育过程中乙烯生成、呼吸速率及挥发性香气性物质的变化;同时对果实大小、果皮色泽、果肉硬度、可溶性固形物、可滴定酸进行了测定;对与果实乙烯产生密切相关的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)含量、ACC合成酶活性、ACC氧化酶活性也进行了测定.结果表明,随果实成熟度的增加,果实大小、果皮L*值、可溶性固形物含量增加,而果实硬度、果皮h°值、可滴定酸含量减少.在未成熟的果实中,C6的醛类(反式-2-己烯醛)和醇类(顺式-3-己烯醇)是主要的成分;乙烯生成量很低;呼吸速率较高.到跃变阶段C6～C12的内酯类物质明显增加,尤其是γ和δ-内酯类成为果实主要的香气挥发性物质.推测果实乙烯、呼吸作用等基本的生理变化可能调节着内酯类物质的生成.在乙烯跃变上升时果肉中ACC氧化酶的活性下降,ACC含量和ACC合成酶活力的变化与乙烯生成量变化的趋势一致.根据以上结果可以认为桃果实主要的香气挥发性物质的形成与乙烯、呼吸跃变的开始密切相关.香气物质形成速率动态变化可能是桃果实发育过程中成熟度的另一个生理学指标.     

干旱对大豆叶片脂氧合酶活性及乙烯,乙烷释放的影响

缓慢干旱时大豆叶片的脂氧合酶活性升高,乙烯,乙烷及１－氨基环丙烷－１－羧酸水平均无明显变化。外源ＡＣＣ可使乙烯释放速率增加,快速干旱及离体叶脱水后ＬＯＸ活性、乙烯和ＡＣＣ水平均表现先上升后下降的趋势。乙烷与乙烯具此消彼长的关系,但严重损伤乙烷释放亦降低。叶片的游离脂肪酸含量在３种方式处理中均有增加。离体叶用自由基清除剂预处理可抑制脱水刺激的ＬＯＸ活性,同时也抑制乙烯的生成,但对乙烷有促进作用。