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民以食为天,食以粮为源。粮食是人类赖以生存的能量来源,更是一个国家经济发展的基础。我国作为农作物生产大国,粮食生产的稳定性和产量是基础性、长期性的目标。农产品采后贮藏技术是粮食作物供应充足的重要保障之一。但在采后贮藏过程中,由于粮食作物其本身贮藏特性的原因,每年由于采后贮藏不当所造成的损失十分严重。当作物在贮藏期发生衰老、干旱、受冷等生物进程时,其细胞内自由基代谢平衡失调,活性氧(reactive oxygen species,ROS)大量积累,造成细胞膜脂质过氧化,破坏细胞结果,加速作物死亡。甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是一种富含淀粉及营养物质的粮食和工业原料作物,也是我国粮食储备的重中之重。而甘薯通常收获于春末及秋末,受低温及贮藏特性的影响,其采后贮藏损失十分严重。研究证实植物体内的抗氧化系统能够有效清除过量积累的活性氧,减弱植物因活性氧积累所造成的损伤,但抗氧化系统与作物贮藏特性之间的关系以及抗氧化系统响应作物采后贮藏生物进程的机制尚不清楚。本文以采后甘薯块根作为实验材料,从生理生化及基因水平分析甘薯抗氧化能力与其贮藏特性之间的关系,并探究甘薯抗氧化系统在低温胁迫下的响应机制,同时从转录水平上分析甘薯低温胁迫下的代谢及通路变化和低温胁迫响应基因的差异表达情况,结果表明谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)可能在甘薯抵御低温胁迫时发挥了关键作用。随后构建番茄GST基因沉默载体,探索其在冷胁迫下的功能。实验结果表明抗氧化酶活性与甘薯的耐贮性呈正相关,而与ROS代谢物含量和LOX活性呈负相关。同时在低温胁迫下,甘薯抗氧化酶的活性受低温诱导在贮藏初期迅速增强。此后,由于ROS清除酶的逐渐丧失,ROS代谢物的含量急剧增加。耐贮藏甘薯品种具有较高的抗氧化酶活性,较高的抗氧化剂代谢物含量和较低的ROS代谢产物含量,表明抗氧化酶和抗氧化剂清除ROS的能力与甘薯对低温胁迫的耐受性密切相关。通过转录水平分析发现谷胱甘肽-S-转移酶可能在甘薯响应低温胁迫中发挥重要作用,番茄GST基因沉默植株对冷胁迫更为敏感,相较于野生型,其ROS代谢产物水平更高,证实GST基因通过其抗氧化及抗逆能力减少植物因冷害受到的损伤。