番茄成熟过程中细胞壁代谢相关基因的表达及外源乙烯和ABA处理对其表达的影响

作者：曾文静; 杨军; 陈世美杰; 韦小英; 文国琴; 何卓远; 王倩; 陈奚潼; 周家燕; 邹建^*

来源：农业生物技术学报, 2021, 29(06): 1040-1049.

• 番茄
• 果实硬度
• 细胞壁代谢基因
• 促成熟激素
• 促成熟激素抑制剂

果实硬度是衡量其货架期的一个重要指标,细胞壁代谢是影响果实硬度及其软化进程的重要因素。为解析番茄软化进程与细胞壁代谢基因和促成熟激素调控之间的关系,本研究通过施加外源激素及其抑制剂,并利用qRT-PCR技术系统分析了番茄(Solanum lycopersicum)成熟过程中细胞壁代谢基因的表达变化,研究了促成熟激素脱落酸(abscisic acid, ABA)和乙烯(C2H4)及其抑制剂对这些基因表达的影响。结果表明,随着果实的成熟和软化,细胞壁代谢相关基因SlCel1 (endo-β-1, 4-glucanases)、SlTBG7 (β-galactosidase precursor)、SlXETB2-F2 (xyloglucanendotransglycosylase)、SlXET4-F1、SlTBG3、SlCel2、SlExp1(expansin)、SlTBG1、SlPG (polygalacturonase)和SlTBG4的表达量增加,说明这些细胞壁代谢基因与番茄成熟过程中的软化进程密切相关。外源ABA和乙烯及其抑制剂NDGA (nordihydroguaiaretic acid)或1-MCP (1-methylcyclopropene)处理的结果显示,ABA处理促使SlCel1、SlExp1、SlTBG3、SlTBG4和SlXET4-F1基因表达上调,而SlCel1、SlExp1和SlTBG4基因受到NDGA抑制。另外,施加乙烯能使SlExp1、SlPG和SlTBG4基因表达量增加,其表达受1-MCP抑制。上述结果说明SlCel1、SlExp1、SlTBG3、SlTBG4、SlPG和SlXET4-F1等细胞壁代谢基因参与果实成熟过程中的软化进程,其表达可能受ABA和乙烯的调控。因此,合理施用NDGA或1-MCP有助于抑制细胞壁代谢,延长果实的货架期。而果实成熟过程中SlPG、SlCel1、SlExp1和SlTBG4基因低水平表达的番茄新品种的培育可能成为番茄采后保鲜、保持果实良好品质的新途径,这对实现番茄果实的成熟调控有指导意义。

• 单位
  西华师范大学