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一种延缓木薯采后生理性衰变的新方法

[2022-01-14]

木薯收获后采后生理性变质(PPD)过程通过莽草酸途径产生大量有颜色的香豆素类化合物,造成PPD症状的发生。其中,多酚氧化酶(PPO)通过氧依赖的氧化单酚或二酚成二醌,最终产生莨菪亭、莨菪苷等有颜色的化合物,导致木薯储藏根产生褐变。我课题组联合凌尔军课题组,共同研发通过在木薯中表达鸡蛋清溶菌酶(HEWL)来抑制多酚氧化酶的酶活,显著延缓PPD发生的新技术,为木薯采后保鲜提供了新思路和新技术。

近年研究发现溶菌酶(lysozyme)可以抑制昆虫酚氧化酶原(prophenoloxidase)活性,进而介导昆虫机体的免疫防御反应。据此,利用维管束特异启动子p54在木薯中表达HEWL蛋白,发现转基因植株的生长不受影响,收获后按照国际热带农业中心(CIAT)的方法进行储藏根PPD处理,发现转基因木薯的PPD发生明显延迟,两周后才能达到野生型4天时的症状。进一步分析发现PPO的活性在48h之后有明显抑制,并且检测莨菪亭和莨菪苷的含量显著低于野生型,表明HEWL抑制了多酚氧化酶的活性,进而影响PPD的进程;同时,转基因植株的抗氧化能力大大提升。因此,该研究为从遗传上调控木薯采后生理性变质的发生提供了新的手段,延长了储藏根的货架期,对木薯产业化具有重要意义。该技术已获得国家知识产权局专利授权,并于近期以题为“Lysozyme inhibits postharvest physiological deterioration of cassava”的论文(https://doi.org/10.1111/jipb.13219)在JIPB在线发表。


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