Ethylene là một phytohormone quan trọng ựiều khiển một loạt các quá trình sinh lý trong cây, bao gồm quá trình già hóa, hiện tượng rụng hoa và quá 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 mô nhưng nhiều nhất là các mô già, ựặc biệt là trong quả ựang chắn và ựược vận chuyển bằng phương thức khuyếch tán. Khi quả bắt ựầu chắn, sự tổng hợp ethylene trong quả tăng lên rất nhanh, ựạt cực ựại lúc quả chắn hoàn toàn sau ựó giảm ựi nhanh chóng. Sự có mặt của ethylene làm biến ựổi tắnh thấm của màng dẫn ựến sự giải phóng các enzyme gây nên những biến ựổi sinh hóa có liên quan ựến quá trình chắn (các enzyme biến ựổi hô hấp, biến ựổi ựộ chua, ựộ cứng quả,...) ựồng thời kắch thắch hình thành các enzyme mới trong quá trình hô hấp bột phát và gây nên những biến ựổi sinh hóa gắn liền với sự chắn.
Hình 2.5. Tác ựộng của LeMADS-RIN ựến quá trình sinh tổng hợp ethylen (Zhou và cộng sự, 2012)
Ethylene có cấu trúc ựơn 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 thông qua hoạt ựộng 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 ựó nó ựiều tiết quá trình sinh tổng hợp ethylenẹ ACC synthase và ACC oxidase ựược mã hóa bởi một họ gene trong cà chua (TI và A, 1994), trong ựó LeACS2, LeACS4 và LeACO1 cần thiết cho toàn bộ quá 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 ựược cảm ứng phụ thuộc vào hoạt ựộng của LeACS2 mà gen LeMADS-RIN lại kiểm soát sự ựiều hòa phiên mã của nó (Ito và cộng sự, 2008). Bên cạnh ựó, LeMADS-RIN còn tác ựộng trực tiếp ựến LeSPL-CNR và LeHB1 ựể ựiều khiển quá trình chắn của quả. LeMADS- RIN tác ựộng tắch cực (+) ựến 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 ựó,
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 ựến việc tạo thành ethylene trong quá 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 ựược vận chuyển ựể 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 ựó, NR và LeETR4 ựiều khiển suốt quá 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 ựộng từ môi trường bên ngoàị