‘珍珠拔’番石榴後熟特性與系統II ACC合成酶PgACS1基因表現之研究

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論文名稱: ‘珍珠拔’番石榴後熟特性與系統II ACC合成酶PgACS1基因表現之研究
研究生姓名: 劉育昌
指導教授姓名: 林宗賢;吳俊達
出版年: 2013
學校名稱: 國立臺灣大學
系所名稱: 園藝學研究所
關鍵字: 珍珠拔;乙烯;ACC合成;後熟;番石榴;Jen-Ju Bar;ethylene;ACC synthase;ripening;guava
摘要: 番石榴(Psidiumguajava L.)種內具更年型與非更年型不同後熟特性品種,於20℃加濕環境下,‘梨仔拔’綠熟果採後呼吸與乙烯生成速率隨貯藏天數增加而上升(最高值分別為78.24 mg CO2 kg-1‧h-1與0.89μmole C2H4 kg-1‧h-1),並呈現果皮轉黃、果肉軟化、香氣產生之典型更年型後熟特徵;反之,‘珍珠拔’綠熟果呼吸速率平緩(約4-7 mg CO2 kg-1‧h-1),乙烯生成量低於0.002 μmole C2H4 kg-1‧h-1,貯藏12天果實外觀與品質無明顯改變,呈非更年型後熟特性。外施10-1000 μL‧L-1丙烯能誘導‘珍珠拔’果實呼吸速率增加、果皮轉色、果肉軟化與香氣產生等後熟反應,但仍無明顯內生乙烯生成。以乙烯生合成中間產物S-adenosylmethionine(AdoMet)與1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)處理‘珍珠拔’綠熟果實,ACC處理組於處理後2天釋放大量乙烯(0.04μmole C2H4 kg-1‧h-1),果實逐漸轉黃軟化,並散發香氣;而AdoMet處理者在7天的試驗期間則維持綠熟狀態,進一步暗示‘珍珠拔’果實缺乏系統II ACS活性。分析‘珍珠拔’果實ACS活性亦顯示,其果肉組織ACC oxidase(ACO)酵素活性高於‘梨仔拔’( 約50 μL C2H4‧g-1 protein‧h-1),但ACC synthase(ACS)活性甚低(0.01-0.06 μmole ACC‧g-1protein‧h-1),即便外施丙烯也無法誘導ACS活性上升。以上結果皆顯示‘珍珠拔’果實無法產生大量乙烯與缺乏系統II ACS活性有關。比對‘珍珠拔’與‘梨仔拔’果實後熟時期主要系統II ACS基因PgACS1衍繹胺基酸序列,發現有三處差異,但皆不在ACS酵素保守區域、不可變異胺基酸位或磷酸化位上,因此這三點突變是否影響ACS酵素活性尚待釐清;利用real-time PCR測量PgACS1於果肉組織表現情況,‘珍珠拔’果實PgACS1mRNA累積雖然也可經由丙烯誘導,但其含量遠低於‘梨仔拔’自然後熟期PgACS1mRNA 累積量。因此,‘珍珠拔’PgACS1由於缺乏系統II ACS自動催化大量表現特性,造成果實ACS活性與ACC含量不足,無法在後熟階段合成大量乙烯,而導致非更年型後熟特徵。
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