Επίδραση του όζοντος, του αιθυλενίου και του 1-μεθυλκυκλοπροπενίου στη μετασυλλεκτική συμπεριφορά καρπών ακτινιδιάς (Actinidia deliciosa ποικ. Hayward)
Authors: Μηνάς Ιωάννης 
Published: August 2021

Στην παρούσα εργασία διαπιστώθηκε ότι η συντήρηση σε ατμόσφαιρα εμπλουτισμένη με όζον (0,3 μL L-1) παρεμπόδισε την παραγωγή του αιθυλενίου κατά την ωρίμανσή των ακτινιδίων μετά την έξοδο τους από τη ψυχρή συντήρηση. Το παραπάνω συσχετίστηκε με τη χαμηλή συσσώρευση του 1-αμινοκυκλοπροπάνιο-1-καρβοξυλικού οξέος (ACC) λόγω της μειωμένης δράσης του ενζύμου ΑCC συνθάση (ACS), ενώ η ανάλυση με RT-qPCR έδειξε ότι το όζον μειώνει την έκφραση του γονιδίου ACS1 που κωδικοποιεί την ACS. Οι καρποί που συντηρήθηκαν με όζον παρουσίασαν μειωμένο ρυθμό μαλακώματος, υψηλότερα επίπεδα αδιάλυτου στην αλκοόλη υπολείμματος (AIR) και μειωμένη διόγκωση του κυτταρικού τοιχώματος, διαλυτοποίηση της πηκτίνης και αποσύνθεση της ημικυτταρίνης κατά την ωρίμανσή τους. Επιπλέον το όζον μείωσε τη δράση των ενζύμων πολυγαλακτουρονάση (PG) και ενδο-1,4-β-γλουκανάση/1,4-β-γλυκοσιδάση (EGase/Glu) κατά την ωρίμανση των ακτινιδίων. Η πρώτη προσπάθεια ταυτοποίησης του πρωτεόματος του ακτινιδίου κατά την ωρίμανσή του μετά από συντήρηση σε ατμόσφαιρα εμπλουτισμένη με όζον πραγματοποιήθηκε με πρωτεομική ανάλυση που βασίστηκε στη χρήση της μονοδιάστατης ηλεκτροφόρησης με πηκτή πολυακρυλαμίδης σε μετουσιωτικές συνθήκες (1D-SDS-PAGE) και στη φασματομετρία μάζας. Η συγκεκριμένη ανάλυση επέτρεψε την ταυτοποίηση 102 πρωτεϊνών του ακτινιδίου, οι οποίες εμπλέκονται κυρίως στην ενέργεια, στο μεταβολισμό των πρωτεϊνών, στην άμυνα και στη δομή του κυττάρου. Η ωρίμανση των καρπών προκάλεσε την καρβονυλίωση (οξείδωση) των πρωτεϊνών όμως αυτή η επίδραση περιορίστηκε από τη μεταχείριση με όζον. Επιπρόσθετα, χαρακτηρίστηκαν 14 υποψήφιες για καρβονυλίωση πρωτεΐνες ακτινιδίου εκ των οποίων οι 4 έχουν αναφερθεί για αλλεργιογόνο δράση. Για την πληρέστερη κατανόηση του ρόλου του όζοντος στο μηχανισμό βιοσύνθεσης του αιθυλενίου πραγματοποιήθηκε εφαρμογή του 1-μεθυλκυκλοπροπενίου (1-ΜCP), ενώ αναπτύχθηκε πλατφόρμα πρωτεομικής ανάλυση βασισμένη στην τεχνική της δισδιάστατης ηλεκτροφόρισης με πηκτή πολυακρυλαμίδης σε μετουσιωτικές συνθήκες (2D-SDS-PAGE). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τόσο η συντήρηση σε όζον όσο και η μεταχείριση με 1-MCP παρεμπόδισαν την ενδογενή παραγωγή του αιθυλενίου κατά την ωρίμανση των καρπών στους 20 οC και καθυστέρησαν το μαλάκωμα της σάρκας σε σχέση με τους καρπούς του μάρτυρα. Ωστόσο, o συνδυασμός των δύο μεταχειρίσεων (1-MCP + Όζον) προκάλεσε ισχυρότερη παρεμπόδιση της ωρίμανσης των καρπών. Eπιπρόσθετα, διαπιστώθηκε ότι η παρεμπόδιση της παραγωγής του αιθυλενίου που προκαλείται από το όζον αναστέλλεται από το εξωγενές αιθυλένιο, καθώς οι καρποί ήταν σε θέση να βιοσυνθέτουν αυτοκαταλυτικά υψηλές ποσότητες αιθυλενίου αμέσως μετά την έκθεσή τους στο εξωγενές αιθυλένιο. Τα αποτελέσματα της πρωτεομικής ανάλυσης, έδειξαν ότι συγκριτικά με τον μάρτυρα, οι μεταχειρίσεις που πραγματοποιήθηκαν (1-MCP, Όζον, 1-MCP + Όζον) προκάλεσαν σημαντική μεταβολή σε 51 πρωτεϊνικές κηλίδες του πρωτεϊνικού χάρτη του ακτινιδίου, ενώ η μεταχείριση με εξωγενές αιθυλένιο προκάλεσε την μεταβολή σε 99 πρωτεϊνικές κηλίδες συνολικά σε όλες τις μεταχειρίσεις. Η τεχνική πρωτεομικής ανάλυσης 2D-SDS-PAGE χρησιμοποιήθηκε για τον χαρακτηρισμό των πρωτεϊνών του ακτινιδίου που ρυθμίζονται από το εξωγενές αιθυλένιο ή το ψύχος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και οι δύο μεταχειρίσεις προκάλεσαν την ωρίμανση των καρπών μετά από 10 d στους 20 οC, ενώ οι καρποί του μάρτυρα που δεν εκτέθηκαν στο ψύχος ωρίμασαν μετά από 20 d. Η πρωτεομική ανάλυση έδειξε ότι οι μεταχειρίσεις του εξωγενούς αιθυλενίου και του ψύχους μετέβαλαν 69 πρωτεϊνικές κηλίδες, εκ των οποίων οι 29 ήταν κοινές.