Ethylene là một phytohormone quan trọng ựiều khiển một loạt các quá trình sinh lý trong cây, bao gồm q trình già hóa, hiện tượng rụng hoa và q trình chắn của quả (FB và cộng sự, 1992); (LelievreJM và cộng sự, 1997). Ethylene ựược tổng hợp trong tất cả các tế bào và các mơ nhưng nhiều nhất là các mơ già, đặc biệt là trong quả đang chắn và ựược vận chuyển bằng phương thức khuyếch tán. Khi quả bắt đầu chắn, sự tổng hợp ethylene trong quả tăng lên rất nhanh, ựạt cực đại lúc quả chắn hồn tồn sau đó giảm đi nhanh chóng. Sự có mặt của ethylene làm biến ựổi tắnh thấm của màng dẫn đến sự giải phóng các enzyme gây nên những biến ựổi sinh hóa có liên quan đến q trình chắn (các enzyme biến đổi hơ hấp, biến đổi độ chua, ựộ cứng quả,...) ựồng thời kắch thắch hình thành các enzyme mới trong q trình hơ hấp bột phát và gây nên những biến đổi sinh hóa gắn liền với sự chắn.
Hình 2.5. Tác động của LeMADS-RIN đến q trình sinh tổng hợp ethylen (Zhou và cộng sự, 2012)
Ethylene có cấu trúc đơn giản, ựược tạo thành từ nhiều loại tiền chất khác nhau như linoleic acid, propanal, β Ờ alanine và methioninẹ Lieberman và
Mapson cho rằng methionine là tiền chất của ethylene và ethylene bắt nguồn từ C3 và C4 methioninẹ Ethylene ựược tổng hợp từ methionine thông qua 3 phản ứng quan trọng: [1] chuyển ựổi methionine tạo thành S-adenosyl-L-methionine xúc tác bởi enzyme SAM synthetase, [2] sự hình thành 1 - aminocyclopropane-1- carboxylic acid (ACC) từ SAM thơng qua hoạt động của ACC synthase (ACS), và [3] sự phân giải ACC ựược xúc tác bởi ACC oxidase (ACO) và giải phóng ethylene (SF và NE, 1984).
Theo Zhou và cộng sự (2012), LeMADS-RIN có thể ảnh hưởng ựến việc tạo thành ACC synthase và ACC oxidase do đó nó điều tiết quá trình sinh tổng hợp ethylenẹ ACC synthase và ACC oxidase được mã hóa bởi một họ gene trong cà chua (TI và A, 1994), trong đó LeACS2, LeACS4 và LeACO1 cần thiết cho tồn bộ q trình chắn của quả cà chua (Barry và cộng sự, 2000). Cũng theo Bary và cộng sự (2000), sự duy trì quá trình sản xuất ethylene khi quả chắn được cảm ứng phụ thuộc vào hoạt ựộng của LeACS2 mà gen LeMADS-RIN lại kiểm sốt sự điều hịa phiên mã của nó (Ito và cộng sự, 2008). Bên cạnh đó, LeMADS-RIN cịn tác động trực tiếp ựến LeSPL-CNR và LeHB1 ựể điều khiển q trình chắn của quả. LeMADS-
RIN tác động tắch cực (+) đến sự phiên mã của LeSPL-CNR, mà gen này có thể trực
tiếp hoặc gián tiếp tham gia kiểm soát sinh tổng hợp ethylenẹ Trong khi đó,
LeMADS-RIN lại ảnh hưởng tiêu cực (Wilkinson và cộng sự) ựến sự biểu hiện mức
ựộ phiên mã của LeHB1. LeHB1 về sau sẽ trực tiếp ựiều chỉnh biểu hiện của gen
LeACO và ảnh hưởng đến việc tạo thành ethylene trong q trình chắn của quả (hình
2,5) (Zhou và cộng sự, 2012).
Ethylene ựược cảm ứng bởi các thụ thể và tắn hiệu của nó được vận chuyển để kắch hoạt các phản ứng sinh học cụ thể (Wang và cộng sự, 2002). Các nghiên cứu cho thấy cà chua có 5 loại receptor: LeETR1, LeETR2 (Lashbrook và cộng sự, 1998), NR (LeETR3) (Wilkinson và cộng sự, 1995); (Payton và cộng sự, 1996), LeETR4 (Tieman et al, 2000) và LeETR5 (Tieman và cộng sự, 1999). Trong đó, NR và LeETR4 ựiều khiển suốt q trình chắn của quả (Tieman và cộng sự, 2000). Sự biểu hiện của các receptor này phụ thuộc vào từng giai ựoạn sinh trưởng, phát triển của quả và sự tác động từ mơi trường bên ngồị