Please use this identifier to cite or link to this item:
http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/74176
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Kobkiat Saengnil | - |
dc.contributor.advisor | Jamnong Uthaibutra | - |
dc.contributor.advisor | Aussara Panya | - |
dc.contributor.author | Sirawich Chotikakham | en_US |
dc.date.accessioned | 2022-10-03T09:50:20Z | - |
dc.date.available | 2022-10-03T09:50:20Z | - |
dc.date.issued | 2022-09 | - |
dc.identifier.uri | http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/74176 | - |
dc.description.abstract | Mitochondria are the major source of cellular reactive oxygen species (ROS) production. These highly reactive molecules play an important role in instigating senescence and physiological disorder in plant. An imbalance between mitochondrial ROS production and scavenging can disrupt mitochondrial physiological properties and functions, leading to programmed cell death (PCD) activation through leaked Cytochrome c (Cyt c). Senescent spotting is the major postharvest physiological disorder that spontaneously occurs during the ripening of ‘Sucrier’ banana (Musa acuminate). The symptom shortens in both storage life and reduced market value. Until now, the mechanism responsible for the development of peel spotting is still not known. In addition, the detailed involvement of ROS on mitochondria-mediated PCD in mediating peel spotting is not totally understood. This study aimed to demonstrate the relationship between ROS and mitochondria-mediated PCD in relation to peel spotting and to evaluate the mechanism of methyl salicylate (MeSA) in the reduction of peel spotting via controlling the mitochondria-mediated PCD pathway. The effect of MeSA treatment of ‘Sucrier’ banana on ROS and mitochondrial physiological properties and functions in relation to senescent spotting development during storage was first examined. The ripen banana at color index 4 was immersed in either 0.25% ethanol (control) or 2 mM MeSA (experiment) for 30 min and stored at 251 °C with 75% relative humidity for 6 d. MeSA effectively hindered the occurrence of senescence spotting during the storage. At the same time, both mitochondrial superoxide, hydrogen peroxide and calcium ion (Ca2+) accumulation were found to be reduced. This reduction of ROS and Ca2+ levels coincided with enhanced activity and expression of mitochondrial antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, glutathione peroxidase, ascorbate peroxidase and alternative oxidase. The treatment lowered overall permeability of mitochondria, as demonstrated by delaying the opening of mitochondrial permeability transition pores (MPTP) and preventing the loss of mitochondrial membrane potential and mitochondrial Cyt c. Moreover, mitochondrial functions as indicated by the activity of NADH dehydrogenase, succinate dehydrogenase and cytochrome c oxidase activities as well as ATP content remained higher under the treatment. These findings suggested that MeSA treatment maintained mitochondrial physiological properties and functions through strengthening mitochondrial antioxidant defense mechanisms which ultimately leads to postponing the onset of peel spotting. The effect of MeSA on mitochondria-mediated programmed cell death in relation to senescent spotting development of ‘Sucrier’ banana during storage was then examined. The ripen banana at color index 4 was treated as mentioned above. The results established a clear connection between PCD and peel spotting development. During the development of peel spotting, prominent PCD markers, such as caspase-like activity, in situ DNA fragmentation and cell death were found concomitantly with the development of spotting lesion. MeSA treatment reduced mitochondrial Cyt c leakage and activated the expression of anti-apoptotic gene (14-3-3ι). The decreased Cyt c leakage and enhanced expression of this gene gave rise to lowering of caspase 8, 9 and 3-like activities and DNA degradation. Late PCD markers such as DNase activity and poly (ADP-ribose) polymerase cleavage, proteolytic activity (protease activity, protein and amino acid contents) and propidium iodide uptake were found to be minimized as well. The findings suggested that MeSA retards mitochondrial Cyt c leakage and upregulates the expression of anti-apoptotic genes, thus, preventing mitochondria-mediated PCD activation, thereby mitigating the peel spotting of ‘Sucrier’ banana. These results indicated that the occurrence of peel spotting is associated with ROS-triggered mitochondria-mediated PCD process. MeSA treatment enhanced antioxidant defense systems and anti-apoptotic gene expression, leading to improved mitochondrial physiological properties and functions, subsequently postponing PCD, thereby reducing peel spotting of ‘Sucrier’ banana during storage. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Chiang Mai : Graduate School, Chiang Mai University | en_US |
dc.subject | caspase | en_US |
dc.subject | methyl salicylate | en_US |
dc.subject | peel spotting | en_US |
dc.subject | programmed cell death | en_US |
dc.subject | ‘Sucrier’ banana | en_US |
dc.title | Effects of methyl salicylate on programmed cell death via reactive oxygen species-triggered mitochondrial pathway involved in reducing senescent spotting of ‘sucrier’ banana fruit during storage | en_US |
dc.title.alternative | ผลของเมทิลซาลิไซเลตต่อโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรียซึ่งถูกกระตุ้นโดยอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไวที่เกี่ยวข้องในการลดการตกกระของผลกล้วยไข่ระหว่างเก็บรักษา | en_US |
dc.type | Thesis | |
thailis.controlvocab.lcsh | Mitochondrial DNA | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Mitochondria | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Bananas -- Preservation | - |
thesis.degree | doctoral | en_US |
thesis.description.thaiAbstract | ไมโทคอนเดรียเป็นแหล่งสร้างอนุพันธ์ออกซิเจนที่ว่องไว (ROS) ที่สำคัญของเซลล์ สารที่ว่องไวต่อปฏิกิริยาสูงเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นให้เกิดการเสื่อมตามอายุและอาการผิดปกติทางสรีรวิทยาในพืช ความไม่สมดุลระหว่างการสร้างและการกำจัด ROS ของไมโทคอนเดรียสามารถรบกวนหน้าที่ทางสรีรวิทยาและการทำงานของไมโทคอนเดรียซึ่งนำไปสู่โปรแกรมการตายของเซลล์ (PCD) ผ่านไซโตโครมซี (Cyt c) ที่รั่วไหลออกมา การตกกระเป็นความผิดปกติทางสรีรวิทยาที่สำคัญหลังการเก็บเกี่ยวที่เกิดขึ้นในระหว่างการสุกของผลกล้วยไข่ (Musa acuminata) ทำให้ทั้งอายุการเก็บรักษาและมูลค่าทางการตลาดของผลลดลง จนถึงปัจจุบันกลไกในการพัฒนาการตกกระยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด อีกทั้งยังไม่มีการศึกษาเชิงลึกถึงความเกี่ยวข้องของ ROS ต่อโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรียที่ก่อให้เกิดการตกกระของผลกล้วยไข่ ดังนั้นจุดมุ่งหมายของการศึกษาในครั้งนี้เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่าง ROS และโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการตกกระ รวมทั้งศึกษาผลของเมทิลซาลิไซเลต (MeSA) ในการลดอาการตกกระโดยการควบคุมโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรีย การศึกษาในช่วงแรกเป็นการศึกษาผลของการให้ MeSA ต่อ ROS และหน้าที่ทางสรีรวิทยาและการทำงานของไมโทคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการตกกระของผลกล้วยไข่ในระหว่างการเก็บรักษา โดยนำผลกล้วยสุกระยะที่ 4 มาแช่ในเอทานอล ความเข้มข้น 0.25% (ชุดควบคุม) หรือ MeSA ความเข้มข้น 2 มิลลิโมลาร์ (ชุดทดลอง) เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นเก็บรักษาที่ 251 °ซ ความชื้นสัมพัทธ์ 75% เป็นเวลา 6 วัน พบว่า MeSA ลดการตกกระของผลกล้วยในระหว่างการเก็บรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกันยังสามารถลดปริมาณอนุมูลอิสระซูเปอร์ออกไซด์ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และการสะสมแคลเซียมไอออน (Ca2+) ในไมโทคอนเดรีย การลดลงของปริมาณ ROS และ Ca2+ นี้เกิดขึ้นพร้อมกับการเพิ่มกิจกรรมของเอนไซม์และการแสดงออกของยีนในระบบต้านออกซิเดชันของไมโทคอนเดรีย อาทิ ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดส แอสคอร์เบตเปอร์ออก ซิเดส และอัลเทอร์เนทีฟออกซิเดส การให้ MeSA มีผลลดความสามารถการซึมผ่านได้ของไมโทคอน เดรีย โดยชะลอการเปิดของไมโทคอนเดรียเพอร์มีอะบิลิตีทรานซิชันพอร์ (MPTP) รวมทั้งป้องกันการสูญเสียความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มและปริมาณ Cyt c ภายในไมโทคอนเดรีย นอกจากนี้ผลที่ได้รับ MeSA ยังมีประสิทธิภาพการทำงานของไมโทคอนเดรียซึ่งวัดจากกิจกรรมของเอนไซม์ นิโคตินาไมด์อะดินีนไดนิวคลีโอไทด์ดีไฮโดรจิเนส ซักซิเนตดีไฮโดรจิเนส และไซโตรโครมซีออกซิเดส รวมทั้งปริมาณ อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตที่สูงกว่า ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการให้ MeSA มีผลรักษาหน้าที่ทางสรีรวิทยาและการทำงานของไมโทคอนเดรียผ่านการกระตุ้นการทำงานของระบบป้องกันด้วยสารต้านออกซิเดชันจนสามารถชะลอการเกิดตกกระของผล การศึกษาในช่วงต่อมาเป็นการศึกษาผลของ MeSA ต่อโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการตกกระของผลกล้วยไข่ในระหว่างการเก็บรักษา โดยนำผลกล้วยสุกระยะที่ 4 มาแช่ MeSA เช่นเดียวกับการทดลองที่ผ่านมาข้างต้น พบว่าอาการตกกระของผลกล้วยไข่มีความเกี่ยวเนื่องอย่างชัดเจนกับการเกิด PCD ในระหว่างการพัฒนาของการตกกระผลพบลักษณะบ่งชี้การเกิด PCD ที่โดดเด่น อาทิ การมีกิจกรรมของแคลเปสไลค์เอนไซม์ การสลายตัวของดีเอนเอภายในเซลล์ และการตายของเซลล์พร้อมๆ กับการพัฒนาของจุดกระ การให้ MeSA ลดการรั่วไหลของ Cyt c จากไมโทคอนเดรีย รวมทั้งกระตุ้นการแสดงออกของยีนต้านกระบวนการตายของเซลล์ (14-3-3ι) การลดการรั่วไหลของ Cyt c และการส่งเสริมการแสดงออกยีนต้านกระบวนการตายนี้มีผลลดกิจกรรมของแคลเปส 8, 9 และ 3 ไลค์เอนไซม์ และการสลายตัวของดีเอนเอ และยังพบว่ามีการลดลงของตัวบ่งชี้การตายของเซลล์ในระยะหลังได้แก่ กิจกรรมของเอนไซม์ดีเอนเอส การสลายตัวของโพลีเอดีพีไรโบโพลิเมอเรส และการสลายตัวของโปรตีน (กิจกรรมของเอนไซม์โปรตีเอส ปริมาณโปรตีน และกรดอะมิโน) และการดูดซึมโพรพิเดียมไอโอไดด์ ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า MeSA ชะลอการรั่วไหลของ Cyt c จากไมโทคอนเดรียและกระตุ้นการแสดงออกของยีนต้านกระบวนการตายของเซลล์ ซึ่งมีผลป้องกันการกระตุ้นโปรแกรมการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรีย ด้วยเหตุนี้จึงบรรเทาการตกกระของผลกล้วยไข่ได้ จากผลการทดลองทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่า การเกิดอาการตกกระของผลกล้วยไข่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเกิดการตายของเซลล์ผ่านวิถีไมโทคอนเดรียที่ถูกกระตุ้นโดย ROS และการให้ MeSA ส่งเสริมการทำงานของระบบป้องกันด้วยสารต้านออกซิเดชันและการแสดงออกของยีนต้านกระบวนการตายของเซลล์ ส่งผลช่วยรักษาหน้าที่ทางสรีรวิทยาและการทำงานของไมโทคอนเดรีย รวมทั้งช่วยชะลอการเกิดโปรแกรมการตายของเซลล์ในเวลาต่อมา จนสามารถลดการตกกระของผลกล้วยไข่ระหว่างการเก็บรักษา | en_US |
Appears in Collections: | SCIENCE: Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
620555917-สิรวิชญ์-โชติกะคาม.pdf | 620555917-สิรวิชญ์ โชติกะคาม | 6.45 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.