摘要
佛手瓜是一种广受欢迎的园艺蔬果。类黄酮和激素是佛手瓜果实中的重要次生代谢产物，在调控果实生长发育以及应对逆境胁迫中起着重要作用，并且调控采后果实品质。目前对佛手瓜果实中类黄酮和激素的生理及分子机制所知较少。因此本文以佛手瓜成熟果实为材料，开展常温和低温贮藏试验，观察贮藏后果实外观，测定分析相关抗氧化酶活性，并对低温贮藏的果实进行转录组和代谢组分析，探究低温下佛手瓜果实中类黄酮/激素的生物合成机制。本文主要结果如下： 1. 贮藏试验研究结果表明与0天（S1）相比，佛手瓜果实室温贮藏至30天（S3）时，表皮发生了明显的氧化作用，且瓜核（胚）膨大，胚芽开始发育。在低温下保存的果实无明显表型变化。表明低温贮藏有利于提高佛手瓜果实的抗氧化能力，促进休眠抑制发芽，有利于维持采后果实的品质。 2. 对常温和低温贮藏0天（S1）、15天（S2）和30天（S3）佛手瓜果实的类黄酮总含量进行测定，结果显示在不同贮藏条件下，佛手瓜果实中类黄酮的含量均为S1＞S2＞S3。与S1相比，经常温贮藏的果实中类黄酮含量显著下降，而经低温贮藏的果实中类黄酮含量下降较为缓慢。常温贮藏的果实至S2和S3时类黄酮总含量下降的速度分别是低温贮藏的1.90和1.53倍。这说明低温可以延缓采后佛手瓜果实类黄酮含量的下降。 3. 低温贮藏不同时期的果实的抗氧化酶POD、SOD、CAT 活性均高于常温贮藏的果实。佛手瓜果实低温贮藏过程中，其体内的SOD和CAT活性呈现显著上升，与S1相比，S2和S3的SOD活性分别上升了157.94%、220.52%。S3的CAT活性上升了152.67%。在不同贮藏条件下POD活性均呈现出下降趋势，常温贮藏的果实下降幅度较大，而低温贮藏下降幅度较小。表明低温可以通过提高SOD、CAT和POD 的酶活性来提高果实ROS的清除能力。可见低温贮藏有利于提高佛手瓜果实的抗氧化能力，有利于维持采后果实的品质。此外，在不同贮藏条件下，MDA含量均呈现上升趋势，常温贮藏上升幅度较小，低温贮藏上升幅度较大，与S1相比，低温贮藏至S3时果实中MDA含量显著上升了144.44%，表明低温破坏了佛手瓜果实细胞膜的完整性，加剧氧化损伤。 4. 将低温贮藏S1、S2和S3的佛手瓜果实进行转录组测序分析，共检测到15399个差异表达基因，在S1 vs. S2、S1 vs. S3、S2 vs. S3中分别有6784、6281、2334个。上调的差异基因数目显著多于下调的差异基因数目，S1 vs. S2、S1 vs. S3和S2 vs. S3上调的差异基因分别有4312、4347、1376个，下调的差异基因分别有2472、1934、958个。差异基因GO功能注释结果表明，果实经低温贮藏时其体内的氧化还原系统积极参与果实的生理反应。差异基因KEGG富集分析结果表明，苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导等途径能够提高果实在低温贮藏下的抗氧化能力，对维持果实品质起积极作用。基于上述结果，进一步进行了类黄酮生物合成途径和激素生物合成途径分析。 5. 将低温贮藏S1、S2和S3的佛手瓜果实进行代谢组测序分析，共检测到1142个代谢物，筛选出352个差异代谢物。S1 vs. S2、S1 vs. S3和S2 vs. S3上调的分别有113，139和99个，下调的分别有90、74和45个。差异代谢物KEGG富集分析结果表明，苯丙烷通路在三个对比中均显著，这与转录组中差异基因的KEGG富集基本一致。进一步鉴定了苯丙烷差异代谢物，可以分为7类包括类黄酮、芪类、香豆素及其衍生物、苯丙酸类、单宁酸、肉桂醛、肉桂酸及其衍生物，共包含53个代谢物，其中类黄酮代谢物最为丰富占了45.28%。 6. 转录组和代谢组联合分析结果表明，12个类黄酮代谢物与37个类黄酮功能基因有着高度的相关性，尤其是4-甲基伞形酮葡糖苷酸与多个基因的皮尔逊系数高于0.95，如PAL（FSG0146640、FSG0134560）。20个激素代谢物与32个激素功能基因有着高度的相关性，如吲哚啉-2-羧酸与LOX（FSG0087050）。由此可见在类黄酮/激素生物合成与代谢过程中，这些具有高度相关性的代谢物与基因之间存在直接或间接的调控关系。
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