多胺在茉莉酸甲酯调控双孢蘑菇采后品质中的作用及机制

As the poor preservation technology has become an important bottleneck restricting the development of edible fungi industry, research on developing safe and effective preservation methods of edible fungi have important theoretical and practical significance. Methyl jasmonate (MeJA), as a kind of plant signal molecule, has significant positive effects on the quality retention of postharvest Agaricus bisporus mushroom, but the mode of action of MeJA has not been clearly elucidated. Many studies showed that polyamine synthesis is most likely involved in the MeJA action, which need to be further study. This project will use Agaricus bisporus mushroom as research material. Firstly, the regulation of MeJA on postharvest Agaricus bisporus quality and the biosynthesis of endogenous polyamines in polyamine“normol”/“inhibit”synthesis systems will be analyzed to make clear of the role of polyamines in the MeJA action; and then, iTRAQ-based quantitative proteomics will be applied for screening key proteins regulated by polyamines in the action of MeJA, combined techniques including Western blotting, real-time quantitative PCR, structural simulation, site-directed mutagenesis, and so on will be employed to deeply analyze key proteins for the purpose of illuminating the role and its mechanism of polyamines in the postharvest quality regulation of Agaricus bisporus by MeJA. The implementation and completion of this project will not only be of great value to understand the mode of action of MeJA in mushrooms' preservation and guide the development of new comprehensive preservation methods, but also provide reference for the functional research of polyamines in postharvest mushrooms' preservation.

保鲜技术落后是制约食用菌行业发展的重要瓶颈，探索安全、高效的食用菌保鲜方法具有重要的理论和实践意义。茉莉酸甲酯（MeJA）作为植物天然信号分子，对双孢蘑菇采后品质的保持有显著积极作用，但其作用机制尚不明确。多项研究表明，MeJA的作用机制可能与多胺的合成有密切关系，亟待深入研究。本项目拟以双孢蘑菇为材料，首先分析多胺合成“正常”/“抑制”体系中MeJA对双孢蘑菇采后品质和内源多胺合成的调控规律，明确多胺在MeJA调控中的作用；然后，采用基于iTRAQ技术的蛋白质组学方法筛选多胺影响MeJA调控的关键蛋白，并结合Western杂交、实时定量PCR、结构模拟和定点突变等技术对关键蛋白进行深入分析，进而阐明多胺在MeJA调控双孢蘑菇采后品质中的作用机制。本项目的实施和完成对认识 MeJA调控食用菌保鲜的机制及综合保鲜新方法的开发具有重要意义，也为多胺在食用菌保鲜中的功能研究提供参考。

保鲜技术落后是制约食用菌行业发展的重要瓶颈，探索安全、高效的食用菌保鲜方法具有重要的理论和实践意义。茉莉酸甲酯（MeJA）作为天然存在的内源信号分子，在果蔬品质保持和防腐保鲜中有广阔的应用前景。我们发现MeJA对双孢蘑菇采后品质的保持有显著积极作用，但其作用机制尚不明确。多项研究表明，MeJA的作用机制可能与多胺的合成有密切关系，亟待深入研究。.基于上述背景，我们首先利用多胺合成抑制剂，确定了多胺在MeJA 调控双孢蘑菇采后品质中的作用，发现MeJA处理促进了贮藏末期腐胺和亚精胺的积累，有利于子实体采后品质的保持。多胺合成抑制剂处理降低了采后多胺的累积，并显著削弱了MeJA在双孢蘑菇采后品质中的调控作用。此外，我们检测了双孢蘑菇不同组织部位中的多胺合成，显示子实体中多胺以腐胺和亚精胺为主，精胺含量极微，其中菌柄中的腐胺含量最高，菌褶中的亚精胺和精胺含量高于其他三个组织。除菌柄外，其余组织中腐胺含量与鸟氨酸含量存在极高的相关性。不同组织部位中多胺含量与AbODC、AbARG、AbOAT和AbSPDS的基因表达之间存在不同程度的相关性。采后MeJA处理对子实体中多胺合成相关基因表达规律影响的结果显示，在整个贮藏周期内MeJA诱导了AbARG和AbOAT基因的表达，抑制了AbASL基因的表达，对AbASS和AbSAMS基因的影响不大；在采后继续发育阶段MeJA抑制了AbODC 和AbSPDS 基因的表达，在后期衰老阶段诱导了两个基因的表达。采后MeJA处理对子实体中多胺合成相关蛋白表达规律影响的结果显示，MeJA处理在整个贮藏周期内显著诱导了AbASS蛋白的表达，抑制了AbASL和AbSPDS蛋白的表达，对AbSAMS蛋白表达影响不大；MeJA在贮藏前期诱导了AbARG蛋白的表达，而在贮藏后期显著抑制了AbARG蛋白的表达。此外，我们采用蛋白质组学技术筛选到了171个影响子实体采后继续发育相关的差异蛋白，并进行了分析和验证。综上说明，多胺可通过调节AbASL、AbARG、AbOAT、AbODC和AbSPDS蛋白在转录/蛋白水平上的表达变化，参与MeJA调控双孢蘑菇采后品质的过程，一定程度上阐明了多胺在MeJA调控双孢蘑菇采后品质中的作用机制。