摘要
铁棍山药是河南焦作的重要经济作物之一，因其块茎药食同源的重要价值而广受消费者喜爱。山药块茎在采收、运输和处理过程中容易遭受机械损伤导致损耗严重。果蔬损伤愈合（愈伤）主要是指在损伤组织表面木栓质堆积形成封闭层的过程。木栓质主要由木栓质酚类物质（SPP）和木栓质脂类物质（SPA）组成，其沉积在细胞壁和质膜之间，可以有效防止山药块茎损伤部位的水分流失和致病菌侵染。SPP主要由苯丙烷代谢途径产生的酚类物质聚合而成，而SPA则是由脂肪族化合物聚合而成。因此，本文首先探索机械损伤对山药块茎木栓质合成的影响，其次探索茉莉酸甲酯（MeJA）对损伤山药块茎的愈伤机理，主要研究结果如下： 机械损伤促进山药块茎木栓质的合成。对0天和愈伤3天的山药块茎进行转录组分析，筛选出与木栓质合成相关的差异表达基因（DEGs）；对茉莉酸（JA）合成途径、SPP合成途径和SPA合成途径关键DEGs进行qRT-PCR分析。结果表明，机械损伤可以诱导JA合成关键基因（LOX和OPR）的表达，促进内源JA含量增加，进而激活核转录因子MYC2s的表达。同时诱导SPP合成相关基因（PAL、4CL、C4H、POD、NOX和PAO）和SPA合成相关基因（KCS6、CYP86A1、CYP86B1、CYP77A4、CYP94A1s、GPATs、FACT、ABCGs和GELPs）的表达，促进SPP和SPA的积累。综上，损伤诱导的JA可能通过介导MYC2调控木栓质合成相关基因的表达促进山药块茎木栓质的合成。 MeJA促进木栓质酚类物质的合成和聚合。利用MeJA（0.5mM）和二乙胺基二硫代甲酸（DIECA，0.5mM）处理损伤的山药块茎，并测定块茎愈伤过程中，块茎失重率和电导率、JA合成相关的基因表达量和JA含量、SPP合成相关的基因表达量和相应的酶活性、酚类物质含量以及SPP积累量。结果表明，MeJA可以降低块茎的失重率和电导率，可能通过上调LOX和OPR的表达促进JA生物合成。同时，MeJA显著提高了苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羟化酶（C4H）和4-香豆酸-连接酶（4CL）的活性及其基因表达水平，促进木栓质酚类物质（包括阿魏酸、p-香豆酸、咖啡酸、肉桂酸）的积累。此外，MeJA促进过氧化物酶（POD）、NADPH氧化酶（NOX）和多胺氧化酶（PAO）的活性及其基因表达，增加H2O2的积累，促进酚类物质聚合形成SPP。相反，DIECA可能通过抑制JA合成，进而阻碍了SPP的积累。综上，MeJA可能通过促进JA的合成正向调控SPP的积累。 MeJA促进木栓质脂类物质的合成和聚合。测定MeJA（0.5mM）和DIECA（0.5mM）处理的损伤山药块茎的失重率、MRI和SPA合成相关的基因表达量，同时对损伤组织水分分布以及木栓质积累进行观察。结果表明，MeJA可以降低山药块茎的失重率和水分损失，减少水分损失。MeJA显著上调β-酮酰基辅酶A合成酶（KCS6）、细胞色素P450单加氧酶（CYP86A1、CYP86B1、CYP77A4s和CYP94A1s）的基因表达及蛋白含量，促进甘油3-磷酸酰基转移酶（GPATs）基因表达及其蛋白含量积累。同时，MeJA增加ATP结合转运蛋白（ABCGs）基因表达水平及其蛋白含量，促进GDSL型酯酶/脂肪酶（GELPs）基因表达。在山药块茎愈伤过程中，木栓化细胞层数随愈伤时间的延长而不断增加，MeJA显著增加木栓质积累。相反，DIECA阻碍SPA的合成和山药块茎的愈伤。综上，MeJA可能通过促进JA的合成正向调控SPA的积累，进而加速山药块茎愈伤进程。
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