Sci Hortic| 浙江工商大学郑小林团队在1-MCP调控桃果实冷害方面取得新进展

近日，Scientia Horticulturae在线发表了浙江工商大学郑小林团队题为1-methylcyclopropene treatment improves chilling tolerance by regulating IAA biosynthesis, auxin signaling transduction and cell wall degradation in peach fruit的研究论文。

(相关资料图)

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112265

研究背景

冷害症状的产生是限制桃果实低温贮藏期的主要用因素。1-MCP作为一种商品化保鲜剂被广泛用于延缓果实成熟衰老。前期研究表明1-MCP可以延缓桃果实的冷害，但作用效果存在浓度依赖性。以往研究主要集中在1-MCP对乙烯代谢的调控上，而近年来生长素信号被报道在1-MCP调控果实成熟和抗冷性中也起到关重作用。因此，本研究首先探究了1-MCP延缓桃果实冷害的有效浓度，并基于转录组学技术从生长素合成、信号转导和细胞壁降解的角度探究1-MCP诱导桃果实抗冷性的作用机制，为今后1-MCP在桃果实低温贮藏中的商品化应用提供了参考。

研究结果

1. 1-MCP对桃果实冷害（CI）的抑制情况

在不同1-MCP处理浓度比较实验中，“湖景蜜露”桃果实CI症状主要表现为果肉内部褐变和絮状物。1和10 μl·L^-11-MCP处理显著降低了桃果实的CI指数，特别在第28+2 d，分别比CK组低19.6 %和39.4 %（Fig. S1）。此外，两组1-MCP处理均有效维持了桃果实的硬度，其中10 μl L^-1 1-MCP 处理效果优于1 μl L^-11-MCP，因此选择10 μl L^-1 1-MCP处理用于后续组学分析。

图1 1-MCP处理降低了桃果实贮藏期CI指数(A)并保持了果实的硬度(B)

2. 1-MCP处理对果胶组分及果胶降解途径的影响

10 μl·L^-11-MCP处理通过延缓WSP含量的增加以及CSP和NSP含量的降低来维持细胞壁的结构稳定性，同时通过降低PG、PME和PEL的活性及PpPG1、PpPG2、PpPME1、PpPME2、PpPEL1和PpPEL2的表达水平来延缓细胞壁降解，进而延缓“湖景蜜露”桃果实CI症状的形成。

图2 1-MCP处理对桃果实贮藏期细胞壁果胶WSP (A)、CSP (B)、NSP (C)浓度及果胶相关酶PG (D)、PME (E)、PEL (F)活性的影响

图3 从RNA-seq结果中鉴定出细胞壁代谢的主要DEGs及其贮藏期间的表达水平变化

3.1-MCP处理对生长素合成的影响

10 μl L^-11-MCP处理降低了TAA和YUCCA的活性，以及PpTAA1、PpYUCCA1和PpYUCCA2表达量来调控IPyA途径，并且导致IAA生物合成减少，进而提高“湖景蜜露”桃果实抗冷性。

图4 从RNA-seq结果中鉴定出吲哚丙酮酸途径中的主要DEGs及其贮藏期间的表达水平变化

4.1-MCP处理对生长素信号转导的影响

10 μl L^-11-MCP处理通过降低PpARF1、PpAUX/IAA1、PpTIR1、PpSAUR1和PpGH3-1的表达来抑制生长素信号转导通路，来提高“湖景蜜露”桃果实抗冷性。

图5 从RNA-seq结果中鉴定出生长素信号转导途径中的主要DEGs及其贮藏期间的表达水平变化

5. 结论：

本研究表明，1-MCP处理可有效延缓“湖景蜜露”桃果实CI的发生，其中10 μl L^-1 1-MCP 处理效果较为显著。1-MCP诱导桃果实抗冷性的机制可能是通过抑制与细胞壁果胶代谢相关的酶活性和基因表达，以及调节不同类型果胶组分的浓度来延缓果胶的降解。此外，研究发现1-MCP处理有效抑制IAA生物合成和生长素信号转导，这可能是1-MCP调控果胶降解途径的中间枢纽，还有待要进一步的研究来揭示。本研究结果为1-MCP诱导桃果抗冷性的机制提供了新的见解。

浙江工商大学郑小林团队完成了此项工作，宦晨副教授为论文的通讯作者，郑小林教授为论文第一作者，该项目得到了国家自然科学基金(31901744)和浙江省属高等学校基础科研经费项目(QRK22005)的支持。

团队或作者（第一或者[和]通讯作者）简介

第一作者：郑小林，浙江工商大学教授，博士，博士生导师。主要从事水果贮藏保鲜研究工作。目前是浙江省食品学会理事、植物病理学会产后病理学专业委员会理事。先后主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划子任务、国家科技支撑计划和863计划子课题、国家留学回国人员基金项目、省重大科技专项、省级科研项目、市厅级科研项目共20多项。发表论文110多篇，其中SCI 60多篇；授权国家发明专利5项；参编专著2部（英文1部）、教材2部。曾获国家发明二等奖、中国科学院重大科研成果奖、广东省科学技术奖一等奖和梁希林业科学技术奖二等奖，并获湛江市优秀科技工作者和浙江省农业科技先进工作者荣誉称号。 研究方向：果蔬贮藏与加工，主要开展猕猴桃、芒果、李果、番茄、竹笋等特色果蔬采后生物学基础、贮藏保鲜及品质调控的研究。 通讯作者：宦晨，副教授，硕士生导师。主持国家青年基金1项，先后入选浙江省高校领军人才培养计划-青年优秀人才，校西湖学者-青年优秀人才。 研究方向：水果贮藏保鲜及品质调控研究工作，研究内容包括了猕猴桃采后酒精异味的抑制机理、桃果实低温冷害的抑制机理等方面。

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AboutScientiaHorticulturae

Scientia Horticulturae属农林科学Top期刊，由Elsevier出版社出版，发表果树、蔬菜、观赏植物和食用菌生产等与园艺有关（栽培、育种、生物化学、组织培养、营养学、植物生理学、植物病理学等)的原创论文，综述和短讯等。CiteScore：8.4 ,期刊影响因子：4.342。2022年中科院期刊分区，中科院大类：农林科学2区，Top期刊；中科院小类：园艺2区。JCR分区：Q1 （5/36 Horticulture）。

编辑：王泽行 审核：郭大龙裴茂松 点击 阅读原文可查看 文章原文

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