延緩青花菜採收後黃化之處理技術與調控葉綠素降解路徑之分子機制

       青花菜富含營養與植化素，保健與經濟價值高，是我國重要蔬菜作物。然而青花菜呼吸率高、代謝旺盛，採收後因頓失養分與水分供給之劇烈逆境更加速其老化，徵狀包含花蕾黃化、失水與營養素流失。其中花蕾黃化為最重要的品質指標之一，主要肇因為葉綠素降解。葉綠素降解為植物正常代謝及逆境反應，其分子路徑已相對明確，然而採收後青花菜葉綠素降解分子路徑的調控尚待闡明。

　　本研究首先建立青花菜之轉錄體資料，並從中鑑定葉綠素代謝路徑及其他與逆境及老化反應相關的重要基因序列及表現量，並探討冷藏、細胞分裂素(CPPU)、激勃素(GA₃)與微生物製劑格爾德黴素(geldanamycin)等採收後處理技術延緩青花菜黃化的效果，並釐清各技術對葉綠素代謝等路徑的調控機制。

　　結果顯示5°C冷藏、5 mg L^-1細胞分裂素、10 mg L^-1激勃素與10 nM格爾德黴素處理皆顯著抑制葉綠素降解並延緩花蕾黃化。基因表現與黃化指標關聯性分析顯示SGR及PAO為促進葉綠素降解之主要基因，而CLH則與延緩葉綠素降解相關。生理分析進一步發現細胞分裂素與激勃素處理誘導微量(μg kg^-1)但顯著的乙烯生成，顯示植物荷爾蒙間存在未知的交互作用。另一方面，格爾德黴素處理產生類似熱處理(heat treatment)之效果，誘導熱休克蛋白(heat shock protein, HSP)基因表現與蛋白質快速累積，進而延緩青花菜葉綠素降解與黃化。

　　本研究建立青花菜之轉錄體資料，並釐清冷藏、植物荷爾蒙與微生物製劑對青花菜採收黃化與葉綠素降解路徑之調控效果與分子機制，增進對蔬菜作物採收後老化生理之基礎分子機制的理解，裨益相關的蔬菜作物基礎研究與產業應用。

本研究部分成果發表於Postharvest Biology and Technology (2021, SCIE, 5Y IF: 7.001, Rank 4/90=4.44% in Agronomy, 2/36=5.56% in Horticulture)

研究全文1：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2021.111818 

研究全文2：https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.112221

圖一、青花菜葉綠素降解路徑中重要酵素之基因表現分析

圖二、冷藏、細胞分裂素與激勃素調控葉綠素降解路徑中重要酵素基因表現

圖三、葉綠素降解路徑重要酵素之基因表現與黃化之關聯性分析

圖四、青花菜熱休克蛋白(HSP)基因表現與蛋白質結構域分析

圖五、格爾德黴素延緩黃化與誘導HSP基因與蛋白質表現的效果