李輝 林毅雄 林河通 袁芳 林藝芬 陳藝暉

摘 要 探討1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）對采后‘油木奈果實(shí)腐爛的控制與抗病相關(guān)酶誘導(dǎo)的關(guān)系。采后‘油木奈果實(shí)用0（對照）和1.2 μL/L的1-MCP處理12 h后，在（25±1）℃下貯藏。貯藏期間定期測定腐爛率、抗病相關(guān)酶如幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）等活性的變化。研究結(jié)果表明：與對照果實(shí)相比，1-MCP處理能有效降低‘油木奈果實(shí)腐爛率，提高幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶、PPO和POD的活性。因此認(rèn)為，1-MCP控制采后‘油木奈果實(shí)的腐爛與抗病相關(guān)酶活性的升高有關(guān)，抗病性誘導(dǎo)是1-MCP控制采后‘油木奈果實(shí)腐爛的重要原因之一。

關(guān)鍵詞 油木奈；果實(shí)；1-甲基環(huán)丙烯；采后腐爛；控制；抗病相關(guān)酶；誘導(dǎo)

中圖分類號 TS255.4；S662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

木奈（Prunus salicina Lindl.）又稱桃形李、歪嘴李和柰李，屬薔薇科（Rosaceae）李屬（Pruns），是中國南方的一種特色水果。木奈果桃形李實(shí)，外形似桃，又具李之內(nèi)涵，兼有桃、李之風(fēng)味。因此，木奈又被稱為“桃夾李”。木奈果實(shí)果大肉厚、甜酸適口、營養(yǎng)豐富、可食率高，深受消費(fèi)者歡迎，是國內(nèi)外市場暢銷的名貴果品。但木奈果屬于呼吸躍變型果實(shí)，其果實(shí)成熟于7月下旬至8月上旬，正值盛夏高溫時節(jié)，果實(shí)采后生理代謝旺盛，在常溫下極易后熟軟化和腐爛變質(zhì)，引起極大的采后損失。因此，研究木奈果采后保鮮貯運(yùn)具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，簡稱1-MCP）是一種新型乙烯受體抑制劑，具有無毒、高效、安全等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于桃、杏等呼吸躍變型果實(shí)的保鮮，能有效控制其后熟軟化和腐爛，延長果實(shí)保鮮期[1-2]。近年來的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1-MCP能夠誘導(dǎo)桃、杏等果實(shí)的采后抗病性，有效降低采后病害和腐爛的發(fā)生[1-2]。例如，1-MCP能有效控制由擴(kuò)展青霉（Penicillium expansum）引起的桃果實(shí)采后腐爛[1]、增強(qiáng)采后杏果實(shí)的抗病性而減少腐爛的發(fā)生[2]。但也有報(bào)道認(rèn)為，1-MCP對葡萄、柑桔、草莓等果實(shí)采后病害和腐爛的控制效果不明顯[3-5]。例如，1-MCP對控制由指狀青霉（Penicillium digitatum）引起的采后葡萄果實(shí)腐爛沒有顯著影響；此外，1-MCP加速了由指狀青霉（P. digitatum）引起的柑桔果實(shí)采后腐爛[4]和草莓果實(shí)采后病害[5]。由此看來，1-MCP對采后果實(shí)腐爛和病害的影響因果樹品種不同而異。前期的研究結(jié)果表明，1-MCP處理可減少‘油木奈果實(shí)腐爛[6]。目前還未見有關(guān)1-MCP控制采后木奈果實(shí)腐爛與抗病相關(guān)酶誘導(dǎo)關(guān)系的相關(guān)研究報(bào)道。筆者以福建省主栽品種‘油木奈（Prunus salicina Lindl. cv. Younai）果實(shí)為材料，研究1-MCP處理對采后‘油木奈果實(shí)腐爛及抗病相關(guān)酶活性的影響，以期為生產(chǎn)上應(yīng)用1-MCP處理控制采后‘油木奈果實(shí)腐爛、延長其保鮮期提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試‘油木奈果實(shí)采自福建省古田縣科技示范果園，在果實(shí)約9成熟時采收，當(dāng)天運(yùn)至福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后技術(shù)研究所食品貯藏保鮮實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)所用果實(shí)要求大小均勻、果形端正、色澤一致、無機(jī)械傷和病蟲害。先用60 mg/L的ClO2溶液浸泡5 min對果實(shí)進(jìn)行殺菌消毒，晾干后進(jìn)行以下處理：（1）1-MCP處理：本試驗(yàn)所用1-MCP為紙片型的安喜布，由臺灣利統(tǒng)股份有限公司提供。前期研究結(jié)果表明，25 ℃時1-MCP處理‘油木奈果實(shí)適宜的濃度為1.2 μL/L，時間為12 h[6]。因此，本試驗(yàn)選取1-MCP的處理濃度為1.2 μL/L。果實(shí)裝入體積約0.04 m3的泡沫箱后，根據(jù)處理濃度裁取適宜大小的紙片型1-MCP，將其用蒸餾水噴濕后平鋪于果實(shí)上，迅速將泡沫箱密封，并在（25±1）℃下處理12 h。（2）對照（CK）：果實(shí)放入體積約0.04 m3的泡沫箱內(nèi)，在（25±1）℃下密閉12 h。處理好的果實(shí)用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋包裝，每處理重復(fù)3次，每個處理50袋，每袋裝果10個，之后在（25±1）℃，相對濕度90%條件下貯藏，貯藏期間每隔3 d取樣觀察果實(shí)腐爛率和測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.1 腐爛率的測定 貯藏期間定期隨機(jī)取樣2袋（20個果實(shí)），通過肉眼觀察評價(jià)‘油木奈果實(shí)貯藏期間的腐爛率。當(dāng)果實(shí)可見腐爛區(qū)域超過1 mm寬，就被認(rèn)為是腐爛果，腐爛率/%=（腐爛果數(shù)/貯前總果實(shí)數(shù)）×100。

1.2.2 幾丁質(zhì)酶活性的測定 參照Zheng等[7]的方法測定幾丁質(zhì)酶活性。

1.2.3 β-1，3-葡聚糖酶活性的測定 參照Zheng等[7]的方法測定β-1，3-葡聚糖酶活性。

1.2.4 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的測定 參照曹建康等[8]的方法測定苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性。

1.2.5 多酚氧化酶（PPO）活性的測定 參照Yang等[9]的方法測定多酚氧化酶（PPO）活性。

1.2.6 過氧化物酶（POD）活性的測定 參照Yang等[9]的方法測定過氧化物酶（POD）活性。

1.3 數(shù)據(jù)分析

各指標(biāo)測定均重復(fù)3次，數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)腐爛率的影響

由圖1可知，‘油木奈果實(shí)的腐爛率隨采后貯藏時間的延長而增加，但不同處理的變化幅度不同。其中，對照和經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)在貯藏0～3 d內(nèi)都保持完好，第6天開始出現(xiàn)不同程度的腐爛，貯藏9～18 d內(nèi)，對照果實(shí)腐爛率快速增加，而經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)較快增加。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，在貯藏6～18 d內(nèi)的同一貯藏時期，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)腐爛率都低于對照果實(shí)。如貯藏至18 d時，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)腐爛率為32%，而對照果實(shí)的腐爛率為52%，兩者間差異顯著（p<0.05）。以上研究結(jié)果表明，1-MCP處理能有效降低貯藏期間果實(shí)的腐爛。

2.2 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性的影響

由圖2可知，貯藏0～15 d內(nèi)，對照和經(jīng)1-MCP處理的‘油木奈果實(shí)幾丁質(zhì)酶變化趨勢基本一致。其中，貯藏0～3 d內(nèi)快速下降，3 d時酶活性分別降至0 d時的47.1%和64.4%，3～9 d內(nèi)較快上升，并在第9天時活性達(dá)到高峰，此時1-MCP處理果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性比對照高出10.6%，9～12 d內(nèi)又快速下降，12～15 d內(nèi)有所回升，15 d后對照果實(shí)的幾丁質(zhì)酶活性有所下降，而經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性急速升高。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，在整個貯藏期間的同一貯藏時期，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)幾丁質(zhì)酶活性均高于對照果實(shí)，且二者之間差異顯著（p<0.05）。以上研究結(jié)果表明，1-MCP處理誘導(dǎo)了‘油木奈果實(shí)貯藏期間幾丁質(zhì)酶的活性，增強(qiáng)了抗病性。

2.3 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)β-1，3-葡聚糖酶活性的影響

由圖3可知，‘油木奈果實(shí)β-1，3-葡聚糖酶活性在采后貯藏期間總體呈先上升后下降的趨勢，都在貯藏第12天時活性達(dá)到高峰。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，在整個貯藏期間的同一貯藏時期，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)β-1，3-葡聚糖酶活性均高于對照果實(shí)。如貯藏至12 d時，對照和經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)β-1，3葡聚糖酶活性分別為3.60 U/g FW和4.15 U/g FW，二者間差異顯著（p<0.05）。以上研究結(jié)果表明，1-MCP處理誘導(dǎo)了‘油木奈果實(shí)貯藏期間β-1，3-葡聚糖酶的活性。

2.4 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)PAL活性的影響

由圖4可知，對照和經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)PAL活性在貯藏期間變化趨勢基本一致，總體呈下降、上升再下降的趨勢。其中，對照果實(shí)PAL活性在貯藏0～3 d內(nèi)快速下降，3～6 d內(nèi)有所回升，6～12 d內(nèi)快速下降，并在第12天時降到最低值，此時酶活性為初始值的25.69%，12～15 d內(nèi)急劇升高至約0 d時的水平，之后又快速下降。而經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)PAL活性在貯藏0～3 d內(nèi)快速下降，3～9 d內(nèi)較快下降，9 d時降至最低值，此時酶活性為0 d時的19.42%，9～12 d內(nèi)略有上升，12～15 d內(nèi)迅速升高，并在第15天時達(dá)到峰值，此時酶活性為同期對照的62.56%，之后快速下降。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)PAL活性顯著（p<0.05）低于對照果實(shí)，說明1-MCP處理抑制了‘油木奈果實(shí)貯藏期間PAL的活性。

2.5 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)PPO活性的影響

由圖5可知，對照果實(shí)PPO活性在貯藏0～3 d內(nèi)較快上升，3～6 d內(nèi)變化不大，6～12 d內(nèi)持續(xù)快速上升，12～15 d內(nèi)較快下降，之后回升至12 d時的水平。而經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)PPO活性在貯藏至3 d和9 d時出現(xiàn)酶活性高峰，分別為同期對照的1.75和1.52倍，9～12 d內(nèi)快速下降，12～15 d內(nèi)基本不變，之后快速下降，18 d時PPO活性為同期對照果實(shí)的70%。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)PPO活性在貯藏前期（0～9 d）高于對照果實(shí)，說明1-MCP處理對PPO具有一定的激活作用。

2.6 1-MCP處理對‘油木奈果實(shí)POD活性的影響

由圖6可知，‘油木奈果實(shí)POD活性隨貯藏時間的延長總體呈下降趨勢。其中對照果實(shí)POD活性在0～3 d內(nèi)急劇下降，3～6 d內(nèi)變化不大，6～9 d內(nèi)有所上升，9～12 d內(nèi)緩慢下降，之后變化不大。而1-MCP處理的果實(shí)POD活性在0～3 d內(nèi)急劇下降，3～6 d快速上升，在貯藏第6 天時POD活性達(dá)到一個小高峰，之后持續(xù)下降。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn)，在貯藏3～12 d內(nèi)，經(jīng)1-MCP處理的果實(shí)POD活性均高于對照果實(shí)，且二者間差異顯著（p<0.05），說明1-MCP處理誘導(dǎo)了‘油木奈果實(shí)貯藏前期POD活性的升高。

3 討論與結(jié)論

果蔬遭受病原菌的侵染后，并非被動接受，而是會積極作出一系列的防衛(wèi)反應(yīng)，通過多種方式抵御病原物的侵染，包括抗菌物質(zhì)（如酚類）和植保素的合成和積累、參與酚類物質(zhì)合成的PAL、POD等酶的誘導(dǎo)合成及病程相關(guān)蛋白，如幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶活性的增強(qiáng)等。

病程相關(guān)蛋白是植物遭受病原菌侵染、機(jī)械傷或逆境脅迫刺激后產(chǎn)生的一類防御蛋白。幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶分別屬于PR-3和PR-2家族的病程相關(guān)蛋白，在高等植物體內(nèi)普遍存在。幾丁質(zhì)酶和β-1，3葡聚糖酶活性的增高是植物遭受病原物侵染后表現(xiàn)出的一種抗性反應(yīng)。幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶可以直接作用于病原物真菌，降解細(xì)胞壁物質(zhì)幾丁質(zhì)和β-1，3-葡聚糖，破壞其結(jié)構(gòu)，所以具有直接的抗菌作用。前人的研究結(jié)果表明，幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶在枇杷、楊梅和芒果果實(shí)的采后抗病性中起重要作用[10-12]。本研究結(jié)果表明，1-MCP處理可誘導(dǎo)‘油木奈果實(shí)幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的升高，且在貯藏期間一直保持在較高水平（圖2、圖3），同時果實(shí)的腐爛指數(shù)顯著低于對照（圖1），說明1-MCP控制‘油木奈果實(shí)采后腐爛與誘導(dǎo)果實(shí)幾丁質(zhì)酶和β-1，3葡聚糖酶活性的升高密切相關(guān)。病程相關(guān)蛋白在細(xì)胞中的分布不同，通常情況下，酸性蛋白位于細(xì)胞間隙中，而幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶等堿性蛋白主要位于液泡中。貯藏后期由于細(xì)胞衰老或病原菌的侵染等細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的區(qū)室化結(jié)構(gòu)喪失，位于液泡內(nèi)的幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶可釋放出來，直接對病原真菌細(xì)胞壁發(fā)生降解作用，而病原物侵染刺激可誘導(dǎo)幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的升高，這可能是貯藏后期對照和1-MCP處理果實(shí)幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶活性升高的原因。

酚類物質(zhì)是植物體內(nèi)普遍存在的一類重要的次生代謝產(chǎn)物，也是植物體內(nèi)的天然抗病性物質(zhì)，能夠抑制病原菌的侵染。酚類物質(zhì)的合成主要通過莽草酸途徑和苯丙烷途徑。PAL是苯丙烷代謝途徑的第一個酶，也是關(guān)鍵酶和限速酶。PAL參與酚類、植保素和木質(zhì)素等抗病性物質(zhì)的生物合成，因此PAL活性可以反映植物的抗病性。前人的研究結(jié)果表明，果實(shí)抗病性的增加與PAL活性增強(qiáng)有關(guān)[13-15]。但本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理降低了PAL活性（圖4），這可能是由于PAL的產(chǎn)生某種程度上與乙烯作用有關(guān)。衰老或逆境脅迫下，外源或內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生可能會增強(qiáng)PAL活性[16]，而1-MCP處理降低了乙烯的生成，這可能導(dǎo)致了PAL活性較低。此外，PAL是酚類物質(zhì)生物合成的關(guān)鍵酶，當(dāng)植物組織遭受了機(jī)械損傷或微生物侵染，PAL活性會增加，PAL活性較低也意味著1-MCP處理降低了‘油木奈果實(shí)的發(fā)病率。

PPO和POD都是植物體內(nèi)重要的防御反應(yīng)相關(guān)酶，它們都能被病原微生物侵染所誘導(dǎo)。PPO能將一些酚類物質(zhì)氧化生成醌類物質(zhì)，醌類物質(zhì)再經(jīng)非酶聚合反應(yīng)形成黑色素等深色物質(zhì)，對入侵的微生物有高毒性。在H2O2存在的條件下，POD也能氧化酚形成醌，參與黑色素物質(zhì)的生成。此外，POD還是抗病性物質(zhì)木質(zhì)素和植保素合成的關(guān)鍵酶。可見，PPO和POD在植物的抗病性中起著重要作用。前人研究結(jié)果表明，PPO和POD活性的增加可增強(qiáng)果實(shí)的抗病性[17-18]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理可誘導(dǎo)‘油木奈果實(shí)PPO和POD活性的升高，且在貯藏期間一直保持在較高水平（圖5、圖6），說明1-MCP控制‘油木奈果實(shí)采后腐爛與誘導(dǎo)果實(shí)PPO和POD活性上升也有密切相關(guān)。

綜上所述，果實(shí)的抗病性與后熟衰老密切相關(guān)，1-MCP處理可以有效降低‘油木奈果實(shí)的腐爛，1-MCP誘導(dǎo)的抗病性可能與幾丁質(zhì)酶、β-1，3-葡聚糖酶、PPO和POD等抗病相關(guān)酶活性的增加及1-MCP通過抑制乙烯延緩果實(shí)的后熟衰老，從而保持較高的對病原菌的防御能力有關(guān)，誘導(dǎo)和提高抗病性是1-MCP處理控制‘油木奈果實(shí)采后腐爛的重要作用機(jī)理之一。

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