Φυσιολογική και ευρείας κλίμακας μοριακή ανάλυση του επιφανειακού εγκαύματος των καρπών μηλιάς (Malus domestica Borkh)
Creators: name: Καραγιάννης, Ευάγγελος Ε.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Φυτική παραγωγή
Δενδροκομία
Μετασυλλεκτική φυσιολογία
Επιφανειακό έγκαυμα
Horticulture
Pomology
Postharvest physiology
Superficial scald

description: Η μετασυλλεκτική φυσιολογική διαταραχή του επιφανειακού εγκαύματος επηρεάζει καταλυτικά την ποιότητα των μήλων, γεγονός που φέρει σημαντικές οικονομικές απώλειες εξαιτίας της ακαταλληλότητας των καρπών για εμπορική χρήση. Το επιφανειακό έγκαυμα είναι ένα σύνθετο φαινόμενο που επηρεάζεται από περιβαλλοντικούς και από γενετικούς παράγοντες καθώς επίσης από το στάδιο της συλλεκτικής ωριμότητας των καρπών αλλά και τις μετασυλλεκτικές μεταχειρίσεις. Στην παρούσα εργασία, διερευνήθηκε η μετασυλλεκτική επίδραση του όζοντος (Ο3), του 1-μεθυλοκυκλοπροπενίου (1-MCP) και της διφαινυλαμίνης (DPA) για την πληρέστερη κατανόηση του επιφανειακού εγκαύματος, χρησιμοποιώντας μοριακές προσεγγίσεις υψηλής απόδοσης σε καρπούς της ποικιλίας Granny Smith. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι καρποί που μεταχειρίστηκαν με 1-MCP και DPA δεν εκδήλωσαν συμπτώματα επιφανειακού εγκαύματος κατά την μετασυλλεκτική ωρίμανσή τους, σε αντιδιαστολή με τους καρπούς που συντηρήθηκαν σε Ο3, αλλά δεν εκτέθηκαν στο 1-MCP. Η διαφορετική αυτή αντίδραση των καρπών ως προς την εκδήλωση συμπτωμάτων αποτυπώθηκε και με αντίστοιχη μεταβολή σε γονίδια, πρωτεΐνες και μεταγραφικούς παράγοντες που εμπλέκονται σε κύριες βιοσυνθετικές οδούς. Σύμφωνα με συγκριτική πρωτεομική ανάλυση των ιστών του φλοιού ανιχνεύθηκαν 106 πρωτεϊνικές κηλίδες οι οποίες διέφεραν στις μεταχειρίσεις του 1-MCP, του Ο3 και της συνδυασμένης χρήσης τους (μεταχείριση 1-MCP+Ο3) αντίστοιχα, σε σύγκριση με τον μάρτυρα. Οι πρωτεΐνες του φλοιού ταξινομήθηκαν σε λειτουργικές κατηγορίες σύμφωνα με το βιολογικό τους ρόλο και ακολούθησε συγκριτική γονιδιωματική ανάλυση των πρωτεϊνών στόχων του 1-MCP και του Ο3. Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε τρανσκριπτομική ανάλυση, η οποία οδήγησε στην ταυτοποίηση 6.892 γονιδίων τα οποία διαφοροποιήθηκαν μεταξύ των μεταχειρίσεων. Τα γονίδια ταξινομήθηκαν σε 33 λειτουργικές κατηγορίες ανάλογα με τον βιολογικό τους ρόλο (φωτοσύνθεση, μεταβολισμός αζώτου κ.λπ.). Συνολικά, τα αποτελέσματα της εργασίας συμβάλλουν στη λεπτομερή χαρτογράφηση των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στον έλεγχο του επιφανειακού εγκαύματος των μήλων.
description: Superficial scald is a major physiological disorder of apple fruit that characterized by skin browning following cold storage and subsequently has a significant effect on the postharvest quality of the fruits. In the present study, the effect of ozone (Ο3), 1-methylcyclopropene (1-MCP) and diphenylamine (DPA) was investigated in order to gain insight into the mechanisms underlying scald resistance in Granny Smith apple variety, using a combination of multi-omic molecular approaches. The multi-omic analysis in apple skin tissue enabled characterization of potential genes, proteins and metabolites that were regulated by DPA, 1-MCP and Ο3. Through this approach, we revealed scald-associated transcriptional, proteomic and metabolic pathways modulated by the common or distinct functions of DPA, 1-MCP and Ο3. Results allow a greater comprehension of the ethylene -dependent and -independent metabolic events controlling scald resistance. According to the comparative proteomic analysis, 106 protein spots that uniquely identified were differentially expressed between 1-MCP and Ο3 compared to the control fruits. Moreover, a transcriptomic profiling using microarrays technique was performed, which revealed 6.892 modified transcripts between treated and untreated (control) apples. Based on the genes annotations, transcripts were classified into 33 functional categories (photosynthesis, nitrogen metabolism, cell wall etc.). The results of the current research contribute to the detailed mapping of the molecular mechanisms that involved in superficial scald.