研究人员致力于深入了解橄榄核果的发育过程

通过研究核果在发育各阶段的分子和生理特征,研究人员希望优化橄榄油和鲜食橄榄的生产。

希腊最新发表的一项研究为更深入地了解橄榄核果的成熟过程铺平了道路。

塞萨洛尼基亚里士多德大学的科学家们研究了橄榄核果在成熟过程中分子和生理特征的变化。

这些发现为后续研究(例如育种计划)奠定了基础,并为果实的最终品质特征提供了新的见解。——塞萨洛尼基亚里士多德大学研究员埃万格洛斯·卡拉吉安尼斯

研究人员希望,对成熟过程的深入理解能帮助种植者为种植鲜食橄榄和橄榄油品种做出最佳决策。科学家们解释说,该项目的主要目标之一是助力希腊乡村发展,同时促进生产者和消费者的利益。

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“与此同时,我们还着重关注植物保护以及防治橄榄树的主要害虫,”研究团队负责人埃万杰洛斯·卡拉吉安尼斯向《橄榄油时报》表示。

研究人员强调,橄榄的发育是一个复杂的生物过程,影响着人类的饮食,他们的研究旨在更好地理解橄榄品质的分子基础。

“这意味着通过运用液相色谱或气相色谱-质谱等高通量分析技术,我们获得了全新的蛋白质组学(对蛋白质的大规模研究)和代谢组学数据,”卡拉亚尼斯说道。

“这为了解橄榄核果发育过程中的分子和生理特征提供了新知识,”他补充道。“这些知识为进一步研究铺平了道路,例如育种计划,并为果实的最终品质特征提供了新的见解。”

据研究人员称,目前仍缺乏整合橄榄转录组学(对生物体RNA的研究)、蛋白质组学和代谢组学的多层次研究。

“这种分析方法将提供海量数据,从而拓展我们对橄榄发育和成熟过程的认知,”研究人员写道。

希腊研究人员开展的首项代谢组学研究聚焦于Chondrolia Chalkidikis品种

“该品种的特点是果实硕大且呈绿色,需人工采摘,”卡拉吉安尼斯表示。“选择该品种是因为它在希腊北部广泛种植。其核果主要在转为紫色前的青熟阶段采摘。”

随后,这些果实被分为六个后续成熟阶段进行检测。研究人员不仅鉴定了初级和次级代谢物及蛋白质的含量,还观察了它们在成熟过程中的变化情况。

“我们获得了‘哈尔基迪基斯’品种在青熟期和由紫转黑期的代谢组学及蛋白质组学特征,这两个阶段是鲜食橄榄和橄榄油生产中最常使用的阶段,”卡拉吉安尼斯表示,“这使我们能够理解与发育过程相关的生化途径。”

“更具体地说,这种方法将提供新的见解,并更新我们对蛋白质和代谢物在核果发育和成熟中重要作用的现有认知,从而为进一步研究橄榄成熟生物学奠定基础,”他补充道。

橄榄果实从青熟期向紫转黑期的成熟过渡会引发诸多表型和生理变化——例如核果变软。这一过程还会导致分子层面的变化,例如碳水化合物的调控。

“根据我们的研究结果,在紫转黑阶段,主要特征是碳水化合物代谢(如细胞二糖和半乳糖)以及橄榄苦苷的积累,”卡拉吉安尼斯表示。“另一方面,在绿熟阶段,若干与光合作用相关的蛋白质显著上调。”

“这一结果清楚地表明,橄榄的表型特征——例如其绿色——与分子生物学层面的变化(如光合蛋白的增加)之间存在直接联系,”他补充道。

在当前的研究阶段,科学家们正在探究成熟过程中观察到的代谢组学变化在多大程度上取决于品种或树木生长位置等因素。

“代谢组学和蛋白质组学的变化在很大程度上取决于不同的参数,例如所评估的品种、生长地点、地形、供水情况、发育阶段等,”卡拉吉安尼斯表示。

“例如,众所周知,橄榄苦苷是橄榄核果中积累最多的化合物,”他补充道。“然而,在收获期的绿色橄榄品种中,橄榄苦苷浓度可能保持在较高水平;而在某些紫黑色品种中,当完全成熟时,其浓度可能会降至零。”

“此外,值得一提的是,大多数与橄榄发育相关的研究主要关注次生代谢,却未提供关于初级代谢的具体信息,而初级代谢直接参与果实的正常生长发育,”卡拉吉安尼斯继续说道。

总体而言,研究人员观察到了蛋白质及其代谢物的一些关键变化,他们认为这些发现为进一步研究以更好地理解橄榄果实发育奠定了基础。

“本研究揭示了与核果发育相关的蛋白质和代谢物的重要作用,并将为橄榄生物学领域的后续研究提供基础,”研究人员总结道。