乙烯反应因子（ERF1）对番茄果实脂肪酸来源香气成分合成的影响机理研究

Ethylene response factor (ERF) was the special transcription factor in plant. Early studies suggested that the ERF genes participated in a variety of response to environmental biotic and abiotic stress in plant, and the ability to regulate plant growth and metabolism. In our previous works, we isolated a ERF gene from tomato fruits cDNA library and named as LeERF1.And over-expression of LeERF1 in tomato changed the leaf morphology, and promoted the ripening process of the tomato fruit, which showed that the LeERF1 positively regulated the ripening of tomato fruit. Moreover, over-expression of LeERF1 also affected the enzyme activity of LOX in tomato fruit. So, basing on the previous studies, to further investigate the effect mechanism of LeERF1 in biosynthesis of fatty acid-derived aroma in tomato fruit, we examine the precursor substrates of fatty acid-derived aroma, and the content of some characteristic aroma that derived from the fatty acid. And then, we test the transcriptional expression of key genes, and the activities of the key enzymes in the LOX pathway. Furthermore, we inhibit the endogenous ethylene by 1-MCP treatment to investigate the role of ethylene in the biosynthesis of fatty acid-derived aroma which is affected by LeERF1.

乙烯反应因子（Ethylene Response Factor，ERF）是植物中特有的一类转录因子。现有的研究表明，ERF基因参与植物应对环境中各种生物、非生物胁迫的应答反应，并且调节植物的生长发育及代谢过程。在前期研究中，我们从番茄果实cDNA文库中筛选得到一个乙烯反应因子基因LeERF1，通过转基因功能鉴定，发现过量表达LeERF1促进了番茄果实的成熟，并且明显影响番茄果实香气物质合成关键酶LOX的活性。在此基础之上，本研究针对转基因番茄果实与野生型番茄果实，分别检测果实中脂肪酸来源香气成分前体物质含量，代表性脂肪酸来源香气成分的合成量，分析LeERF1对番茄果实脂肪酸来源香气成分合成的影响。并且，分别从RNA水平及蛋白的酶活水平分析LOX途径关键基因的表达及酶活性变化，从而阐明其影响机理。同时，采用乙烯抑制剂1-MCP处理番茄果实，探讨内源激素乙烯在此调控过程中的作用。

乙烯反应因子（Ethylene Response Factor，ERF）是植物中特有的一类转录因子。现有的研究表明，ERF基因参与植物应对环境中各种生物、非生物胁迫的应答反应，并且调节植物的生长发育及代谢过程。在前期研究中，我们从番茄果实cDNA文库中筛选得到一个乙烯反应因子基因LeERF1，通过转基因功能鉴定，发现过量表达LeERF1促进了番茄果实的成熟，并且明显影响番茄果实香气物质合成关键酶LOX的活性。在此基础之上，本研究针对转基因番茄果实与野生型番茄果实，分别检测果实中脂肪酸来源香气成分前体物质含量，代表性脂肪酸来源香气成分的合成量，分析LeERF1对番茄果实脂肪酸来源香气成分合成的影响。并且，分别从RNA水平及蛋白的酶活水平分析LOX途径关键基因的表达及酶活性变化，从而阐明其影响机理。同时，采用乙烯抑制剂1-MCP处理番茄果实，探讨内源激素乙烯在此调控过程中的作用。研究结果表明，乙烯反应因子LeERF1对番茄果实中脂肪酸来源香气物质的合成具有显著影响。这种影响是通过调节LOX途径中关键基因的表达及关键酶的活性实现的，而不是通过调节香气物质合成的前体物质含量实现的。激素乙烯能够影响乙烯反应因子LeERF1调节的脂肪酸来源香气物质的合成。激素乙烯能够调节转基因番茄果实中LOX途径中关键基因的表达及关键酶的活性。并且，这种调节作用与其对野生型番茄果实的影响并不一致，表明激素乙烯对番茄果实中脂肪酸来源香气物质合成的调节作用具有多重效果，并不完全依赖于乙烯反应因子LeERF1。本研究结果能够进一步完善番茄果实风味物质的合成及调控机制，以及番茄乙烯反应因子功能研究，研究成果具有显著的独创性，具有重要的理论意义。