乙烯在切花衰老中的作用
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• 康乃馨
2021/2/10
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4. 乙烯相关基因的表达
• 乙烯反应最终导致与衰老有关的蛋白质的 合成，乙烯反应至少有部分是由mRNA水平 的改变引起的。ACC合成酶和ACC氧化酶 基因在乙烯呼吸高峰中是自我催化诱导表 达的。在呼吸高峰来临之前用乙烯处理可 导致这些衰老相关基因的mRNA在3h内积 累，乙烯增加前用STS处理康乃馨，观察不 到效应发生，表明乙烯的作用需要这些 mRNA的积累。
2021/2/10
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2. 3 ACC合成酶及其抑制剂
• 在康乃馨中，乙烯的合成和花瓣衰老与ACC合成 酶活性及ACC含量的上升同步。乙烯合成的增加 与编码ACC合成酶和ACC氧化酶的mRNA丰度增 加一致，它们在花瓣衰老之前是检测不到的。 ACC合成酶可能存在胞质中，是乙烯生物合成的 限制性酶。ACC合成酶需要磷酸吡哆醛作为辅助 因子，所以被AOA、AVG及其结构类似物所抑制。 Kirchner等报道了一种新的AOA衍生物对乙烯合 成有抑制效应。
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• 与衰老相关的mRNA大致可分为两类：
• 一类在乙烯上升并引起反应后在花瓣中积累的 mRNA，其积累需要乙烯的诱导，乙烯反应抑制 剂或乙烯合成抑制剂处理后它们的水平将下降； 另一类以pSR5 cDNA克隆为代表，在乙烯高峰来 临之前就在花和叶片中积累，在呼吸高峰时其水 平依然很高，且不受乙烯合成或效应抑制剂的影 响，表明这些基因的表达不一定依赖于乙烯。
• Ag离子复合物 • NBD • DAPC（重氮环戊烯） • 环丙烯类化合物：1-甲基环丙烯
2021/2/10
可编辑版123.Fra bibliotek 乙烯抗性突变体
• 影响乙烯合成和反应的遗传突变体在研究 切花衰老中是十分有用的工具。乙烯低敏 感性是可遗传的，通过传统的育种途径来 提高花卉的瓶插寿命是可行的。乙烯反应 能力的改变也可能具有影响切花瓶插寿命 的重要商业价值。
• 2.1 乙烯生物合成途径
2021/2/10
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2.2 ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）
• 乙烯的生物合成可以通过ACC的不可逆结 合形成MACC来调节。康乃馨幼花花瓣中的 这种ACC耦联机制比衰老花瓣中的活性要 高；番茄中ACC可以转变为GACC，意味 着可能通过ACC这两条分流途径限制ACC 氧化酶的可利用底物的量来控制乙烯产量。
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2.4 ACC氧化酶及其抑制剂
• ACC氧化酶也是乙烯生物合成的关键酶， 在甜瓜等植物中该酶已被纯化。分布于细 胞壁及质外体空间。ACC氧化酶活性可被 Co2＋、TritonX－100、AIB及AIB衍生物所 阻断。
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3. 乙烯的效应
• 3.1 乙烯敏感性 • 不同衰老时期的组织对乙烯的敏感性不同。花瓣
乙烯在切花衰 老中的作用
李永华
• 乙烯在许多植物中都调节花的衰老和叶片 脱落，我们主要讨论乙烯生物合成与功能 调节的分子机理和利用基因工程延长切花 瓶插寿命的可行性。
2021/2/10
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1. 外源乙烯与切花衰老
• 对许多切花而言，乙烯在其衰老中的重要 作用是通过外施乙烯效果的测定发现的。 以花瓣脱落为最初衰老表型的花大多对乙 烯敏感，如石竹科、桔梗科、锦葵科和兰 科等；以花瓣萎蔫为最初衰老表型的花， 其衰老与乙烯没有明显相关性。
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花瓣衰老前期的呼吸跃变中，乙烯敏感性 增强与短链脂肪酸的积累相伴随，授粉后 这些脂肪酸在柱头上生成并转移到花冠中 去，STS处理抑制乙烯反应的同时也抑制了 脂肪酸的合成，授粉诱导的乙烯敏感性上 升是受乙烯调控的。
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3.2 乙烯效应抑制剂
• 乙烯效应可能是由乙烯与乙烯特异性受体 结合所介导的。
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• 5.2 ACC的降解
• 5.2.1 ACC脱胺酶
• ACC脱胺酶与ACC转变为a-丁酮有关。番 茄转基因植株中的ACC脱胺酶基因过表达， 成熟果实中乙烯产量90％～97％被抑制， 果实成熟显著推迟。
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• 5.2.2 ACC丙二酰转移酶
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5. 延长采后切花寿命的基因工程
• 5.1 衰老相关基因表达的抑制
• 5.1.1 反义ACC合成酶技术
• 5.1.2 反义ACC氧化酶技术
• 5.1.3 反义E8
• E8是双加氧酶家族的成员，与ACC氧化酶 有关。当E8基因反义构建物表达后，番茄 的乙烯产量在果实成熟时上升了6倍，E8在 果实成熟中对乙烯生成起着负调节作用。
• 此酶催化ACC转变为MACC，从而调节了 乙烯产量。ACC丙二酰转移酶已从绿豆下 胚轴部分纯化出来，但暂时未分离到它的 编码基因。
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• 5.3 乙烯敏感性的调节
• 许多鲜花对乙烯极度敏感，可以通过基因 工程有效调控乙烯反应。拟南芥etr-1显性 基因的引入可以使康乃馨等对乙烯也完全 丧失敏感性。在切花衰老早期低浓度1MCP处理亦可使其在较长时间内对乙烯不 敏感。
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• 从康乃馨幼花花朵分离下来的花瓣比长在 花朵上的寿命长，在花瓣之外存在一些可 以影响花瓣衰老时间到来的因子，ACC可 以从雌蕊转移到花瓣等花器官中。乙烯自 动催化生成主要发生在基部花瓣中，顶部 花瓣的乙烯生成量比基部的少4倍。顶部花 瓣乙烯的生成是ACC和乙烯从基部组织运 来的结果。乙烯可诱导ACC氧化酶基因的 表达，导致ACC转化为乙烯的速率上升。
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• 康乃馨花衰老与乙烯产生及呼吸速率上升 同步，乙烯是自我催化产生的，暴露在有 乙烯的环境中可以刺激内源乙烯的生物合 成。乙烯触发启动和调节最终导致程序性 器官死亡。乙烯的生物合成途径是由许多 正、负调节因素高度调控的。
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2. 切花衰老中乙烯的生物合成
对乙烯的敏感性随衰老而上升，较老的花瓣在低 浓度乙烯下就开始衰老。康乃馨的这种敏感性上 升与乙烯结合能力的上升无关，前者的上升可能 是因为合成了乙烯敏感性因子，短链饱和脂肪酸 可能是其中之一，康乃馨花柱授粉可诱导脂肪酸 的合成和乙烯敏感性同步上升。未授粉的花柱中 施用辛酸可导致乙烯敏感性的增强和花瓣衰老明 显加速。。
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4. 乙烯相关基因的表达
• 乙烯反应最终导致与衰老有关的蛋白质的 合成，乙烯反应至少有部分是由mRNA水平 的改变引起的。ACC合成酶和ACC氧化酶 基因在乙烯呼吸高峰中是自我催化诱导表 达的。在呼吸高峰来临之前用乙烯处理可 导致这些衰老相关基因的mRNA在3h内积 累，乙烯增加前用STS处理康乃馨，观察不 到效应发生，表明乙烯的作用需要这些 mRNA的积累。
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2. 3 ACC合成酶及其抑制剂
• 在康乃馨中，乙烯的合成和花瓣衰老与ACC合成 酶活性及ACC含量的上升同步。乙烯合成的增加 与编码ACC合成酶和ACC氧化酶的mRNA丰度增 加一致，它们在花瓣衰老之前是检测不到的。 ACC合成酶可能存在胞质中，是乙烯生物合成的 限制性酶。ACC合成酶需要磷酸吡哆醛作为辅助 因子，所以被AOA、AVG及其结构类似物所抑制。 Kirchner等报道了一种新的AOA衍生物对乙烯合 成有抑制效应。
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• 与衰老相关的mRNA大致可分为两类：
• 一类在乙烯上升并引起反应后在花瓣中积累的 mRNA，其积累需要乙烯的诱导，乙烯反应抑制 剂或乙烯合成抑制剂处理后它们的水平将下降； 另一类以pSR5 cDNA克隆为代表，在乙烯高峰来 临之前就在花和叶片中积累，在呼吸高峰时其水 平依然很高，且不受乙烯合成或效应抑制剂的影 响，表明这些基因的表达不一定依赖于乙烯。
• Ag离子复合物 • NBD • DAPC（重氮环戊烯） • 环丙烯类化合物：1-甲基环丙烯
2021/2/10
可编辑版123.Fra bibliotek 乙烯抗性突变体
• 影响乙烯合成和反应的遗传突变体在研究 切花衰老中是十分有用的工具。乙烯低敏 感性是可遗传的，通过传统的育种途径来 提高花卉的瓶插寿命是可行的。乙烯反应 能力的改变也可能具有影响切花瓶插寿命 的重要商业价值。
• 2.1 乙烯生物合成途径
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2.2 ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）
• 乙烯的生物合成可以通过ACC的不可逆结 合形成MACC来调节。康乃馨幼花花瓣中的 这种ACC耦联机制比衰老花瓣中的活性要 高；番茄中ACC可以转变为GACC，意味 着可能通过ACC这两条分流途径限制ACC 氧化酶的可利用底物的量来控制乙烯产量。
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2.4 ACC氧化酶及其抑制剂
• ACC氧化酶也是乙烯生物合成的关键酶， 在甜瓜等植物中该酶已被纯化。分布于细 胞壁及质外体空间。ACC氧化酶活性可被 Co2＋、TritonX－100、AIB及AIB衍生物所 阻断。
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3. 乙烯的效应
• 3.1 乙烯敏感性 • 不同衰老时期的组织对乙烯的敏感性不同。花瓣
乙烯在切花衰 老中的作用
李永华
• 乙烯在许多植物中都调节花的衰老和叶片 脱落，我们主要讨论乙烯生物合成与功能 调节的分子机理和利用基因工程延长切花 瓶插寿命的可行性。
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1. 外源乙烯与切花衰老
• 对许多切花而言，乙烯在其衰老中的重要 作用是通过外施乙烯效果的测定发现的。 以花瓣脱落为最初衰老表型的花大多对乙 烯敏感，如石竹科、桔梗科、锦葵科和兰 科等；以花瓣萎蔫为最初衰老表型的花， 其衰老与乙烯没有明显相关性。
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花瓣衰老前期的呼吸跃变中，乙烯敏感性 增强与短链脂肪酸的积累相伴随，授粉后 这些脂肪酸在柱头上生成并转移到花冠中 去，STS处理抑制乙烯反应的同时也抑制了 脂肪酸的合成，授粉诱导的乙烯敏感性上 升是受乙烯调控的。
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3.2 乙烯效应抑制剂
• 乙烯效应可能是由乙烯与乙烯特异性受体 结合所介导的。
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• 5.2 ACC的降解
• 5.2.1 ACC脱胺酶
• ACC脱胺酶与ACC转变为a-丁酮有关。番 茄转基因植株中的ACC脱胺酶基因过表达， 成熟果实中乙烯产量90％～97％被抑制， 果实成熟显著推迟。
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• 5.2.2 ACC丙二酰转移酶
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5. 延长采后切花寿命的基因工程
• 5.1 衰老相关基因表达的抑制
• 5.1.1 反义ACC合成酶技术
• 5.1.2 反义ACC氧化酶技术
• 5.1.3 反义E8
• E8是双加氧酶家族的成员，与ACC氧化酶 有关。当E8基因反义构建物表达后，番茄 的乙烯产量在果实成熟时上升了6倍，E8在 果实成熟中对乙烯生成起着负调节作用。
• 此酶催化ACC转变为MACC，从而调节了 乙烯产量。ACC丙二酰转移酶已从绿豆下 胚轴部分纯化出来，但暂时未分离到它的 编码基因。
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• 5.3 乙烯敏感性的调节
• 许多鲜花对乙烯极度敏感，可以通过基因 工程有效调控乙烯反应。拟南芥etr-1显性 基因的引入可以使康乃馨等对乙烯也完全 丧失敏感性。在切花衰老早期低浓度1MCP处理亦可使其在较长时间内对乙烯不 敏感。
2021/2/10
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• 从康乃馨幼花花朵分离下来的花瓣比长在 花朵上的寿命长，在花瓣之外存在一些可 以影响花瓣衰老时间到来的因子，ACC可 以从雌蕊转移到花瓣等花器官中。乙烯自 动催化生成主要发生在基部花瓣中，顶部 花瓣的乙烯生成量比基部的少4倍。顶部花 瓣乙烯的生成是ACC和乙烯从基部组织运 来的结果。乙烯可诱导ACC氧化酶基因的 表达，导致ACC转化为乙烯的速率上升。
2021/2/10
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• 康乃馨花衰老与乙烯产生及呼吸速率上升 同步，乙烯是自我催化产生的，暴露在有 乙烯的环境中可以刺激内源乙烯的生物合 成。乙烯触发启动和调节最终导致程序性 器官死亡。乙烯的生物合成途径是由许多 正、负调节因素高度调控的。
2021/2/10
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2. 切花衰老中乙烯的生物合成
对乙烯的敏感性随衰老而上升，较老的花瓣在低 浓度乙烯下就开始衰老。康乃馨的这种敏感性上 升与乙烯结合能力的上升无关，前者的上升可能 是因为合成了乙烯敏感性因子，短链饱和脂肪酸 可能是其中之一，康乃馨花柱授粉可诱导脂肪酸 的合成和乙烯敏感性同步上升。未授粉的花柱中 施用辛酸可导致乙烯敏感性的增强和花瓣衰老明 显加速。。