科研进展

NO对果实成熟衰老的调控作用及对铁硫蛋白的调节研究取得重要进展

发布日期:2009.07.14 作者:蒋跃明 段学武

    NO是近几年发现的在植物生长发育过程中起重要作用的信号分子,它介导植物一系列的生理和病理过程包括植物对病害的防御反应、抗逆境胁迫、细胞程序性死亡、种子萌发、不定根的形成、气孔关闭、开花、光形态建成、铁平衡的调节等功能。在国家自然科学基金、广东省自然科学基金、国家科技支撑计划子课题、国家留学基金的资助下,华南植物园农业及食品质量安全研究领域科研人员蒋跃明、段学武等经过系统研究和实验,对NO在果实乙烯合成和感受、果实褐变、冷害以及对铁硫蛋白调节方面的作用进行了研究,取得重要进展。
    迄今,取得的成果包括:1)NO能显著抑制果实乙烯的合成,NO对香蕉果实乙烯合成的抑制与ACO基因表达和活性受到抑制有关,NO对ACS活性和ACC的积累有促进作用,但NO处理的果实中ACS基因的表达受到显著抑制;2)NO能明显降低香蕉果实对乙烯的敏感性,表现为果肉软化和果皮叶绿素的降解延迟,呼吸强度降低、果肉PG酶、半乳糖苷酶、半纤维素酶和总淀粉酶活性受到抑制,此外,NO处理抑制了ERS和Exp基因的表达,而对CTR表达没有抑制作用;3)NO能明显延缓龙眼果实常温贮藏过程中果皮褐变,降低PPO、POD和PAL活性,维持较高的酚类物质水平,而且NO对离体PPO和POD活性有直接抑制作用;4)NO供体SNP能明显提高三华李果实耐冷性(2C),延缓果肉自溶、褐变和红化;5)以二羟酸脱水酶(IlvD)为例,首次研究了NO和铁硫蛋白反应的动力学特性,确定了NO和IlvD反应的速率常数、反应级数,O2和GSH对铁硫蛋白和NO反应的影响;6)生物体内的铁硫蛋白遭NO攻击后形成DNIC复合物(铁硫蛋白和NO反应复合物),生物体内有自身的修复DNIC的34机制,首次发现了L-cysteine修复DNIC需要O2的参与,还发现生物体内存在另一种修复DNIC的机制,即TrxA/TrxB(Thioredoxin /Thioredoxin reductase)能与DNIC中的铁硫蛋白部分发生置换作用,从而对DNIC进行修复。
    相关研究结果已分别发表在Biochemical Journal, Journal of Biological Chemistry, Journal of Agricultural and Food Chemistry, Food Chemistry, Journal of Horticulture Science & Biotechnology等国际学术期刊上。

 


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