果蔬产品绿色生物保鲜技术与产品

李建龙

南京大学/现代农业

背景意义:

针对我国农业果蔬的资源优势,积极发展果蔬贮藏物流,对于提升果蔬产业化发展,产品提质增效、提高产后附加值,带动相关产业的快速发展,大量吸纳农村剩余劳动力,增加就业机会,促进地方经济、区域性高效农业产业健康发展都有着重要意义。构建果蔬冷链物流,包括果蔬产品的采收、预处理加工、包装、运输、贮藏、配送、销售等多个环节,是一个完整的体系,任何一个环节做不到位,都会影响到果蔬产品的质量和收益。

成果简介:

为了克服果蔬生产、保鲜、防病与防腐技术及产品研发难题,在少施农药、化肥及无公害环保条件下,实现低碳、循环、绿色和安全的果蔬生产、保鲜和贮运的生态加工过程目标,本项目旨在通过多年对果蔬不同品种采前、采中和采后果实营养、病害和腐烂呼吸机理深入研究及采用绿色生态防治技术为主(辅以物理及农艺等方法)的基础上,研发并生产符合产区生产需求的,安全、绿色、高效的关键生物复合保鲜产品(剂、纸等);同时,设计并建立一套适用于当地产供销链条的集成气调冷藏保鲜技术和设备,并进一步优化投入大规模应用,以解决农业生产上果蔬难于保鲜、防病防腐和冷链销售的科学与生产问题。

技术特点:

利用近红外光谱分析、电子鼻分析、质构分析、固相微萃取-气相色谱及质谱联用分析技术,研究了不同物流模式(贮藏温度、贮藏时间)中农产品的品质(感官品质、持水力、挥发性盐基氮含量、挥发性成分、质构特征、主要营养成分指标)及其检测技术。

 

 

SOAR1在调控植物抗逆境胁迫及生长发育中的应用

马丽敏

清华大学/现代农业

PPR(pentatricopeptide repeats)基因家族是在植物中发现的最大家族之一,PPR蛋白在细胞内主要分布在线粒体、叶绿体或其他亚细胞结构内,研究发现PPR蛋白参与细胞器mRNA的加工过程,包括剪切、剪接、稳定、RNA编辑以及蛋白质翻译起始和核糖体组装等,在植物生长发育中具有重要的调节功能。在拟南芥中已鉴定出超过450个PPR家族成员,在其他陆生植物中的PPR家族成员数目更多,而在水生植物、微生物以及动物中,PPR家族成员数量则相对较少。

在陆生植物中,不同种属来源的PPR蛋白具有高度的序列同一性,并且极少出现基因缺失或重复等现象。PPR基因的单基因突变即可引起严重的突变体表型,说明PPR蛋白在植物生长发育中具有重要功能。目前,已通过实验验证了PPR40、ABO5、SLG1、PGN与AHG11等一些PPR蛋白的功能,而其他更多PPR蛋白的功能尚未揭示。

SOAR1基因是PPR家族中的重要一员。本项目在SOAR1转基因植物抗盐胁迫分析实验中,验证了在盐胁迫条件下,SOAR1转基因株系相比于野生型植株的种子萌发几乎不受影响、幼苗生长以及主根生长受到的抑制较弱,表现出较高的抗盐性。在SOAR1转基因植物抗旱分析中,验证了在甘露醇胁迫条件下,SOAR1转基因株系相比于野生型植株的种子萌发几乎不受影响、幼苗生长以及主根生长受到的抑制较弱,表现出较高的抗旱性。在SOAR1转基因植物抗低温分析实验中,验证了SOAR1转基因株系相比与野生型植株受到的低温伤害比较微弱,幼苗基本没有白化死亡,植株存活率较高,并且电解质渗透率更低,表现出较高的抗低温性。

本项目在SOAR1转基因植物对ABA耐受性分析实验中,验证了SOAR1转基因株系相比于野生型植株对ABA表现出较高的耐受性,且主根生长基本不受影响。在SOAR1转基因植物生长发育情况鉴定实验中,验证了SOAR1过表达转基因植株相比于野生型植株,表现出种子萌发速率加快、子叶叶片张角变大、幼苗下胚轴缩短,营养生长时间延长,开花的起始时间延迟、莲座叶片数显著增加等特性。

 

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CRK5在调控植物茎叶生长和抗旱性中的应用

马丽敏

清华大学/现代农业

脱落酸(Abscisic Acid,ABA)是最重要的五大植物激素之一,具有促进种子成熟和休眠过程、促进种子成熟过程中贮藏蛋白的积累、抑制种子萌发和幼苗生长、抑制主根发育、促进侧根发育以及促进叶片衰老和脱落等生理作用。在植物体内,ABA信号转导网络是极其复杂的,但是植物对ABA的响应起始于受体对ABA信号的感知。

类受体蛋白激酶RLKs(Receptor-like kinases)家族是植物中最大的一类膜受体蛋白家族,其广泛参与到植物的生长发育和对环境胁迫的响应过程,例如:调控根与茎的生长、细胞的分化、植物育性、抗病过程以及激素信号转导等生理过程。CRKs(Cysteine-richreceptor-like protein kinases)蛋白激酶是RLKs家族中的一个亚家族,在拟南芥中共有46个成员。

本项目通过实验验证,CRK5转基因植株相对于野生型植株,在ABA抑制的子叶转绿方面更加敏感,表现出ABA超敏表型。因此,在农业生产中,CRK5基因及其蛋白有望应用于抑制农作物、园艺植物或果树的茎叶徒长,从而起到保持养分的作用。更进一步的,CRK5转基因植株相对于野生型植株,在ABA促进气孔关闭和ABA抑制气孔开放过程中,气孔关闭的程度均高于野生型株系,表现出对ABA超敏的表型。在干旱实验组中,CRK5转基因植株相对于野生型植株对干旱胁迫的敏感性降低、抗旱性增强。

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