【摘要】：梨起源于中國(guó),多年來(lái)中國(guó)梨種植面積和產(chǎn)量一直居世界首位。褪黑素作為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì),在植物中具有多效性,但關(guān)于褪黑素在梨坐果、果實(shí)發(fā)育和采后貯藏中的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本論文以‘紅星’(Pyrus communis L.)、‘早酥’(P.bretschneideri Rehd.)、‘阿巴特’(P.communis L.)、‘紅安久’(P.communis L.)、‘庫(kù)爾勒香梨’(P.sinkiangensis T.T.Yu)等梨品種為試材,開(kāi)展外源褪黑素對(duì)梨果實(shí)發(fā)育、采后品質(zhì)和抗輪紋病的影響及其調(diào)控機(jī)制研究,為褪黑素提高梨坐果、保持采后品質(zhì)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:1.外源褪黑素誘導(dǎo)梨單性結(jié)實(shí)。以‘紅星’梨為材料,通過(guò)花期噴施外源褪黑素研究了其對(duì)梨單性結(jié)實(shí)的影響,發(fā)現(xiàn)褪黑素能夠誘導(dǎo)‘紅星’梨單性結(jié)實(shí),形成無(wú)籽果實(shí)。在果實(shí)發(fā)育早期,褪黑素增加了中果皮細(xì)胞分裂和擴(kuò)張,促進(jìn)果實(shí)發(fā)育。褪黑素誘導(dǎo)了子房中GA_3的積累導(dǎo)致在果實(shí)成熟時(shí)雖然可溶性固形物和有機(jī)酸含量未發(fā)生變化,但果形指數(shù)增加。進(jìn)一步利用赤霉素抑制劑多效唑(PAC)來(lái)探討褪黑素在誘導(dǎo)梨單性結(jié)實(shí)過(guò)程中與赤霉素的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)PAC預(yù)處理后再噴施褪黑素?zé)o法形成單性結(jié)實(shí)果實(shí),表明褪黑素通過(guò)赤霉素通路來(lái)誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)。利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,篩選赤霉素通路相關(guān)基因,發(fā)現(xiàn)褪黑素能夠調(diào)控赤霉素合成過(guò)程中重要基因PbGA20ox和PbGA2ox的表達(dá),同時(shí)褪黑素也調(diào)控細(xì)胞周期蛋白編碼基因和細(xì)胞擴(kuò)張蛋白編碼基因,并由此促進(jìn)中果皮細(xì)胞的分裂和細(xì)胞擴(kuò)張,最終形成無(wú)籽果實(shí)。2.外源褪黑素促進(jìn)果實(shí)發(fā)育,增加果實(shí)中蔗糖和山梨醇含量。使用0.1 mM褪黑素灌根處理‘早酥’梨后,在果實(shí)發(fā)育期果實(shí)中可溶性固形物含量顯著增高,達(dá)到13.82%,其中變化最為顯著的是蔗糖和山梨醇含量,分別達(dá)到6.24 mg g~(-1)和44.67 mg g~(-1)。同時(shí)褪黑素顯著增加了果實(shí)的單果重,果實(shí)重量達(dá)到202.39 g。褪黑素還能通過(guò)調(diào)節(jié)蔗糖相關(guān)合成分解酶編碼基因的表達(dá)進(jìn)一步調(diào)控轉(zhuǎn)化酶、蔗糖合酶、蔗糖磷酸合酶活性,使果實(shí)中蔗糖和山梨醇含量增加。3.外源褪黑素延緩果實(shí)采后軟化衰老。以西洋梨品種‘紅星’、‘阿巴特’、‘紅安久’為材料,在采后使用0.1 mM褪黑素浸泡果實(shí),研究褪黑素延緩果實(shí)衰老的機(jī)理。褪黑素能夠在果實(shí)采后貯藏過(guò)程中,調(diào)控抗氧化酶SOD、POD、DHAR活性,提高果實(shí)抗氧化能力,平衡乙烯釋放量,抑制呼吸速率,最終延緩了果實(shí)的衰老。利用NO供體和抑制劑處理,發(fā)現(xiàn)褪黑素延遲梨果實(shí)衰老通過(guò)NO來(lái)完成。抑制NO合成后,再使用褪黑素處理,褪黑素對(duì)乙烯的釋放量和呼吸速率調(diào)控作用減弱。但是,這也表明NO并不是褪黑素唯一的下游調(diào)節(jié)因子。褪黑素也通過(guò)上調(diào)PbNOS的表達(dá)增加了一氧化氮合酶的活性,引起NO含量的增加。在軟化過(guò)程中,NO也可能參與了對(duì)活性氧的清除。4.外源褪黑素影響梨果實(shí)采后芳香物質(zhì)的合成。以‘庫(kù)爾勒香梨’和‘阿巴特’梨品種為材料,研究褪黑素對(duì)采后果實(shí)香氣成分的影響。研究結(jié)果表明‘庫(kù)爾勒香梨’和‘阿巴特’梨主要芳香成分是C_6醛、醇和酯化合物。在‘庫(kù)爾勒香梨’中,褪黑素下調(diào)PbHPL表達(dá),抑制氫過(guò)氧化物裂解酶活性,而在‘阿巴特’梨中,褪黑素下調(diào)PbLOX1和PbLOX2的表達(dá),抑制脂氧合酶活性,促進(jìn)乙醇脫氫酶和乙醇酰基轉(zhuǎn)移酶的活性。兩種梨都受褪黑素影響降低了果實(shí)中己醛和己烯醛的含量。5.外源褪黑素提高了梨果實(shí)對(duì)輪紋病的抗性。以‘早酥’梨為材料,研究了褪黑素對(duì)梨果實(shí)抗輪紋病的影響。褪黑素能夠提高CAT、SOD、POD等抗氧化酶活性來(lái)清除因?yàn)檎婢秩驹斐傻幕钚匝醣虐l(fā),提高抗病信號(hào)物質(zhì)水楊酸和茉莉酸含量。利用茉莉酸合成抑制劑二乙基二硫代氨基甲酸鈉三水合物(DIECA),發(fā)現(xiàn)茉莉酸作用于褪黑素下游,經(jīng)過(guò)DIECA處理后的果實(shí)茉莉酸含量降低,褪黑素處理無(wú)法提高果實(shí)的抗病性。利用同源進(jìn)化分析找到梨中與擬南芥同源的促進(jìn)茉莉酸合成的PbOPR3基因,在褪黑素處理后PbOPR3表達(dá)顯著上調(diào),通過(guò)啟動(dòng)子激活實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了褪黑素能激活了PbOPR3啟動(dòng)子。因此褪黑素在調(diào)控梨果實(shí)輪紋病中通過(guò)激活PbOPR3轉(zhuǎn)錄來(lái)促進(jìn)茉莉酸的合成,增加茉莉酸含量,最終能通過(guò)茉莉酸來(lái)提高果實(shí)的抗病性。
【圖文】：

圖 2-1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖Fig. 2-1 Schematic representation of the experimental design圖 2-2 不同濃度褪黑素對(duì)‘紅星’梨坐果率的影響Fig. 2-2 Effects of melatonin on ‘Starkrimson’fruit-set percentage

18圖 2-2 不同濃度褪黑素對(duì)‘紅星’梨坐果率的影響ig. 2-2 Effects of melatonin on ‘Starkrimson’fruit-set percenta維管束染色和子房石蠟切片觀察取授粉后花粉管固定在福爾馬林-醋酸-酒精固定液潤(rùn)洗，，65℃軟化，在 25℃下使用苯胺藍(lán)染色。圖D72+IX71，奧林巴斯，日本）觀察。摘取不同處理后 10 天的果實(shí)，立即將果柄末端放10 分鐘、20 分鐘、30 分鐘后在體視顯微鏡下觀察維觀察：采摘處理后第五天未授粉、人工授粉和褪黑定液中，固定12h后取出使用乙醇和二甲苯脫色，石用番紅固綠染色（Lin et al. 2007）。圖像觀察使
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S661.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓泰森;李瀟瀟;;褪黑素能當(dāng)安眠藥用嗎[J];大眾健康;2019年02期

2 PennyTalks;;如果你有失眠的困擾褪黑素究竟能不能用?[J];老年世界;2019年06期

3 大明;;褪黑素真是助眠神藥嗎[J];江蘇衛(wèi)生保健;2019年01期

4 陸煬;燕志;要志宏;李冉;;褪黑素的應(yīng)用[J];江蘇調(diào)味副食品;2018年01期

5 陳浩玲;林宇婧;朱慧;楊婷婷;黃芳;;褪黑素對(duì)硬組織生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控作用[J];國(guó)際口腔醫(yī)學(xué)雜志;2018年02期

6 張杰;顧紅;程大偉;張威遠(yuǎn);郭西智;張洋;陳錦永;;植物褪黑素研究[J];江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2018年06期

7 吳兆根;;褪黑素真有那么神奇嗎[J];江蘇衛(wèi)生保健;2018年06期

8 周傳坤;高書(shū)濤;王歡;王崢強(qiáng);方煌;;褪黑素在青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸發(fā)病中作用的研究進(jìn)展[J];中國(guó)脊柱脊髓雜志;2015年12期

9 一睡不醒;;吃褪黑素,能享嬰兒般睡眠?[J];益壽寶典;2018年33期

10 陳曉琨;;洗熱水澡會(huì)影響睡眠?[J];家庭醫(yī)藥.快樂(lè)養(yǎng)生;2016年12期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉娜;武s

本文編號(hào)：2652251