張正敏,楊藝琳,李美琳,王 靜,季娜娜,鄭永華*
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095)
桃(Prunus persica (L.) Batsch)是薔薇科、桃屬的核果類植物,其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富、味道鮮美,且易于消化吸收,具有較高的食用與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但桃果實(shí)皮薄且肉質(zhì)柔軟,采摘期正值高溫多雨季節(jié),因此采后極易遭受病原菌的侵染而腐敗變質(zhì)。由匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)引起的軟腐病是桃果實(shí)采后運(yùn)輸和貯藏過程中的主要病害[1],可造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。長(zhǎng)期以來,低溫結(jié)合化學(xué)殺菌劑處理[2]是控制果蔬采后病害的主要方法,但隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,探索新型高效、綠色環(huán)保的方法來防治果蔬采后病害迫在眉睫。
能量代謝在果蔬成熟、衰老及采后抗病性方面發(fā)揮著重要作用,穩(wěn)定的能荷水平有利于保持果蔬貯藏期間良好的品質(zhì)[3]。果蔬采后遭受到生物或非生物的脅迫后,能量消耗增加,對(duì)病原菌的抵抗力下降,從而加速病害的發(fā)生[4-5]。越來越多的研究表明,荔枝、枇杷、龍眼、梨和桃等果實(shí)病害的發(fā)生與能量虧損有密切的聯(lián)系[5-10]。Lin Yifen等[11]發(fā)現(xiàn)外源三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)處理能提高經(jīng)擬莖點(diǎn)霉接種的龍眼果實(shí)的ATP含量和能荷水平,顯著降低龍眼果實(shí)貯藏期間的病害指數(shù);而作為解偶聯(lián)劑,2,4-二硝基苯酚(2,4-dinitrophenol,DNP)能夠阻斷ATP的形成,龍眼果實(shí)經(jīng)外源DNP處理后,ATP含量和能荷水平顯著下降,病害指數(shù)大幅度上升。也有研究顯示,采用外源激發(fā)子處理采后果實(shí)也能夠提高其能荷水平,從而增強(qiáng)采后果實(shí)對(duì)病原菌的抵抗能力,比如Cao Shifeng等[6]研究表明,茉莉酸甲酯熏蒸處理能顯著降低枇杷果實(shí)接種炭疽菌后的病害發(fā)生率,延緩其能荷水平的下降。因此采取適當(dāng)?shù)拇胧┚S持較高的能荷水平對(duì)增強(qiáng)果蔬采后抗病能力尤為重要。
油菜素內(nèi)酯是植物中普遍存在的一種甾醇類物質(zhì),具有高效、廣譜、無毒的生理活性,已被公認(rèn)為第6類植物激素。其中,2,4-表油菜素內(nèi)酯(2,4-epibrassionolide,EBR)是最活躍的市售油菜素內(nèi)酯之一。它們?cè)谡{(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、緩解各種生物和非生物因素對(duì)植物造成的脅迫方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用[12]。近年來,油菜素內(nèi)酯在園藝產(chǎn)品抗病方面的研究也越來越多。采前應(yīng)用油菜素內(nèi)酯處理黃瓜可以增強(qiáng)其對(duì)黃瓜花葉病毒的抗性[13]。Zhu Zhu等[14]發(fā)現(xiàn)5 μmol/L的油菜素內(nèi)酯處理延緩了棗果實(shí)的衰老且顯著抑制了其青霉病的擴(kuò)展。柑橘經(jīng)5.0 mg/L EBR浸泡2 min并貯藏50 d后,其腐爛率顯著低于對(duì)照組[15]。Liu Qing等[16]報(bào)道EBR處理不僅可以有效控制葡萄果實(shí)采后灰霉病的發(fā)展,還能延緩硬度的下降和質(zhì)量損失率的上升,保持較好的貯藏品質(zhì)。這些結(jié)果顯示EBR處理在果蔬防腐保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。但迄今有關(guān)EBR對(duì)桃果實(shí)采后病害控制的作用及其機(jī)理鮮見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)意在研究EBR處理對(duì)控制桃果實(shí)采后軟腐病的作用,并探究EBR是否通過調(diào)節(jié)能量代謝來控制桃果實(shí)病害,以期為EBR處理在果蔬采后防腐保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)采用的‘白鳳’桃果實(shí)(Prunus persica (L.)Batsch cv Baifeng)采摘于南京市六合果園,采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上以散除田間熱。挑選大小均一、八成熟、表面無病蟲害、無機(jī)械損傷的桃果實(shí)備用。
匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)保存于實(shí)驗(yàn)室,使用前于馬鈴薯葡萄糖瓊脂(potato dextrose agar,PDA)培養(yǎng)基上活化3 代,置于26 ℃恒溫恒濕箱內(nèi)培養(yǎng)。挑取適量孢子于無菌蒸餾水中,經(jīng)無菌紗布過濾,最終配成濃度為1×105個(gè)/mL的孢子懸浮液,現(xiàn)配現(xiàn)用。
EBR(純度≥95%)、Folin試劑 上海瑞永生物科技有限公司;ATP、二磷酸腺苷(Adenosine diphosphate,ADP)、一磷酸腺苷(Adenosine monophosphate,AMP)、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、甲醇、細(xì)胞色素c 上海源葉生物科技有限公司;三羥甲基氨基甲烷 北京索萊寶科技有限公司;磷測(cè)試盒(磷鉬酸法) 南京建成生物工程研究所;三氯乙酸(trichloroacetic acid solution,TCA)、硫酸甲酯吩嗪(phenazine methosulfate,PMS)、琥珀酸鈉、硝酸鈉、2,6-二氯酚靛酚(2,6-dichloroindophenol,DCPIP)等國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。其中ATP、ADP、AMP、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀和甲醇為色譜純,其他試劑為國(guó)產(chǎn)分析純。
手持阿貝折光儀 日本Atago公司;GY-3型硬度計(jì)杭州圖譜儀器有限公司;GL-20G-H型冷凍離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠;UV-6000型分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司;電子分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司;LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司。
1.3.1 原料處理
EBR濃度篩選實(shí)驗(yàn):將挑選好的桃果實(shí)平均分成4 組,分別用0(蒸餾水,對(duì)照)、1、5、10 μmol/L的EBR溶液浸泡10 min,料液比1∶150(m/V),6 h后用體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液輕輕擦拭果實(shí)表面接種處,在果實(shí)赤道部位用滅菌釘?shù)染嚯x刺孔2 個(gè)(約深4 mm、直徑2 mm),晾干后用微量移液器注入15 μL濃度為1×105個(gè)/mL的匍枝根霉孢子懸浮液,每個(gè)處理40 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次。將接種后的桃果實(shí)分裝于塑料盒中,置于(20±1)℃下貯藏60 h,于24、36、48、60 h時(shí)觀測(cè)發(fā)病率和病斑直徑,以便篩選出對(duì)桃果實(shí)軟腐病抗性最佳的EBR處理濃度。
EBR處理對(duì)能量代謝影響實(shí)驗(yàn):將挑選好的桃果實(shí)平均分成2 組,分別用蒸餾水(對(duì)照)和5 μmol/L的EBR溶液浸泡10 min,6 h后按上述方法接種匍枝根霉孢子懸浮液,每組處理選用100 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次。接種后的桃果實(shí)于塑料盒中分裝后置于(20±1)℃下貯藏60 h。接種后(0 h)立即取樣,之后每隔12 h進(jìn)行取樣,取樣時(shí)先將果實(shí)削皮,然后取病、健交界處果肉,切碎混勻后立即用液氮速凍,并保存于-80 ℃冰箱中備用。
1.3.2 病斑直徑和發(fā)病率的測(cè)定
用游標(biāo)卡尺測(cè)量病斑直徑,以接種處病斑直徑大于3 mm記為發(fā)病。每個(gè)病斑交叉測(cè)量2 次,取平均值。發(fā)病率按式(1)進(jìn)行計(jì)算。
1.3.3 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定
果肉硬度的測(cè)定:在果實(shí)的赤道部位病健交界處對(duì)稱取4 點(diǎn),去皮(約1 mm),用GY-3型硬度計(jì)測(cè)定桃果實(shí)硬度,每次測(cè)定10 個(gè)果實(shí),取平均值。
可滴定酸(titratable acid,TA)和可溶性固形物(total soluble solids,TSS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)參照J(rèn)in Peng等[17]的方法測(cè)定,取10 g果肉研磨充分,定容至100 mL,靜置30 min后用紗布過濾,利用酸堿滴定法測(cè)定TA質(zhì)量分?jǐn)?shù),結(jié)果以蘋果酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。用手持阿貝折光儀測(cè)定TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次并取平均值。
VC含量參照Arakawa等[18]的鄰菲羅啉比色法測(cè)定,單位為mg/100 g,結(jié)果以鮮質(zhì)量計(jì)。
1.3.4 能量水平的測(cè)定
ATP、ADP、AMP含量及能荷水平的測(cè)定參照Liu Hai等[19]的方法并稍作修改。稱取4 g冷凍樣品,用5 mL 0.6 mol/L的高氯酸充分研磨,4 ℃ 13 000 r/min離心20 min,然后取3 mL上清液立即用1 mol/L KOH溶液調(diào)節(jié)pH值至6.5~6.8,用超純水定容到4 mL,靜置30 min后,再用0.45 μm的纖維濾膜過濾,用高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定分析。色譜條件為反向C18柱(250 mm×4.6 mm,10 μm),檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm,柱溫30 ℃,流速0.8 mL/min,進(jìn)樣量為50 μL。流動(dòng)相A為0.05 mol/L PH 7.0的磷酸鉀緩沖液,流動(dòng)相B為純甲醇。采用梯度洗脫,流動(dòng)相B在0、7、10 min時(shí)所占比例分別為0%、20%和0%。根據(jù)ATP、ADP、AMP標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間對(duì)樣品峰定性分析。根據(jù)制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)樣品峰進(jìn)行定量分析,單位為μg/g,結(jié)果以鮮質(zhì)量計(jì)。能荷通過式(2)進(jìn)行計(jì)算。
式中:wATP、wADP、wAMP分別表示ATP、ADP、AMP的含量/(μg/g)。
1.3.5 能量代謝相關(guān)酶活力的測(cè)定
樣品線粒體的提取參照Liang Wusheng等[20]的方法進(jìn)行,稱取5 g果肉,加入10 mL 50 mmol/L預(yù)冷的Tris-HCl(pH 7.5)提取緩沖液(含0.25 mol/L蔗糖、1 mmol/L乙二胺四乙酸、0.3 mol/L甘露醇、5 g/L聚乙烯吡咯烷酮)研磨至勻漿狀態(tài),5 層紗布過濾,濾液轉(zhuǎn)移至離心管中,4 ℃下4 000 r/min離心10 min,得到的上清液在4 ℃下13 000 r/min離心20 min。向得到的沉淀中加入5 mL 10 mmol/L的Tris-HCl(pH 7.2)洗滌液(含0.25 mol/L蔗糖、1 mmol/L乙二胺四乙酸、0.3 mol/L甘露醇),重復(fù)上述離心操作,最終的沉淀加入1.5 mL洗滌液即得線粒體粗酶液,將其保存于4 ℃冰箱中,用于后續(xù)能量代謝相關(guān)酶活力的測(cè)定。
H+-ATPase和Ca2+-ATPase活力的測(cè)定參照J(rèn)in Peng等[21]的方法進(jìn)行。測(cè)定H+-ATPase活力時(shí),量取0.7 mL 30 mmol/L Tris-HCl緩沖液(pH 7.2,含3 mmol/L MgSO4、50 mmol/L NaNO3、0.1 mmol/L Na3VO4、50 mmol/L KCl、0.1 mmol/L鉬酸銨)與0.1 mL線粒體粗酶液混合,加入0.1 mL 30 mmol/L ATP-Tris(pH 8.0)迅速啟動(dòng)反應(yīng),于37 ℃水浴保溫20 min后,加入0.1 mL 5.5 g/10 mL TCA終止反應(yīng)。對(duì)照用蒸餾水代替啟動(dòng)液和終止液。Ca2+-ATPase活力的測(cè)定與H+-ATPase類似,Tris-HCl緩沖液中不含MgSO4,以Tris-HCl緩沖液中加或不加3 mmol/L Ca(NO3)2引起的最終吸光度的差值表示Ca2+-ATPase活力。無機(jī)磷含量的測(cè)定采用磷測(cè)試盒,最終以每小時(shí)釋放1 μmol/L無機(jī)磷所需要的酶量作為1 個(gè)酶活力單位(U)。
琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase,SDH)活力的測(cè)定參照Ackrell等[22]的方法,量取2.7 mL 0.2 mol/L磷酸鉀緩沖液(pH 7.4,含0.2 mol/L琥珀酸鈉)與0.1 mL 0.9 mol/L的DCPIP混合,30 ℃保溫5 min,冷卻后加入0.1 mL線粒體粗酶液,混勻后加入0.1 mL 3.3 g/L PMS啟動(dòng)反應(yīng),于30 ℃保溫10 min。分別測(cè)定600 nm波長(zhǎng)處反應(yīng)前后的吸光度。以每克鮮質(zhì)量每分鐘吸光度變化0.01為1 個(gè)酶活力單位(U)。
線粒體細(xì)胞色素c氧化酶(cytochrome oxidase,CCO)活力參照Veitch等[23]的方法測(cè)定。反應(yīng)體系包含0.2 mL線粒體粗酶液、0.5 mL 0.4 g/L細(xì)胞色素c和2 mL蒸餾水。于37 ℃保溫2 min后加入0.5 mL 4 g/L對(duì)苯二胺溶液,再次于37 ℃下保溫10 min,測(cè)定反應(yīng)前后510 nm波長(zhǎng)處的吸光度。以每克鮮質(zhì)量每分鐘吸光度變化0.01為1 個(gè)酶活力單位(U)。
所有酶活力單位均為U/g,結(jié)果均以鮮質(zhì)量計(jì)。
運(yùn)用Excel和SAS 8.1軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,鄧肯氏多重比較方法進(jìn)行差異顯著分析,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。用SPSS 24.0軟件中Pearson相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行相關(guān)性分析。用Origin 9.0軟件作圖。
圖 1 不同濃度EBR處理對(duì)桃果實(shí)采后病斑直徑(A)和發(fā)病率(B)的影響Fig. 1 Effect of EBR treatment at different concentrations on lesion diameters (A) and disease incidence (B) on postharvest peach fruits
如圖1所示,桃果實(shí)接種R. stolonifer后,36 h開始發(fā)病,病斑直徑逐漸增加,接種60 h后,1、5 μmol/L處理組果實(shí)的病斑直徑均顯著低于對(duì)照組果實(shí)(P<0.05),1、5、10 μmol/L處理組病斑直徑分別為對(duì)照組的87.7%、66.2%和93.4%。從病斑直徑角度比較,3 個(gè)濃度EBR中5 μmol/L抑菌效果最好。在接種后的前48 h,3 個(gè)濃度處理組果實(shí)發(fā)病率均小于對(duì)照組,60 h時(shí)所有組果實(shí)的發(fā)病率均達(dá)到100%;其中5 μmol/L處理的效果最好,能明顯延緩發(fā)病率的上升,接種后36 h,該組發(fā)病率僅為對(duì)照組的83.2%。因此選擇對(duì)桃果實(shí)采后軟腐病抑制效果最好的5 μmol/L的EBR處理濃度開展下一步實(shí)驗(yàn),研究EBR處理對(duì)桃果實(shí)采后能量代謝的影響。
圖 2 EBR處理對(duì)桃果實(shí)接種后品質(zhì)的影響Fig. 2 Effect of EBR treatment on the quality of inoculated peach fruit
如圖2A、B、D所示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),桃果實(shí)的硬度、TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量變化趨勢(shì)基本一致,在(20±1)℃貯藏期間,呈逐漸下降趨勢(shì)。EBR處理組的果實(shí)硬度在48 h和60 h時(shí)分別是對(duì)照組的1.58 倍和1.91 倍;EBR處理組果實(shí)的TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)在24 h后開始顯著高于對(duì)照組(P<0.05),48 h時(shí)比對(duì)照組高4.3%。在接種后60 h,EBR處理組果實(shí)VC含量為23.34 mg/100 g,顯著高于對(duì)照組(22.60 mg/100 g)(P<0.05)。這說明EBR處理能延緩采后桃果實(shí)硬度、TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量的下降,貯藏后期還能保持較高的TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量。
由圖2C可知,TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貯藏期間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在36 h達(dá)到高峰。這可能是因?yàn)樘夜麑?shí)采后存在后熟現(xiàn)象,后熟過程中TSS會(huì)有所積累。EBR處理組果實(shí)的TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)在48 h和60 h時(shí)分別為11.61%和11.54%,與對(duì)照組相比,分別提高了3.6%和3.7%。這些結(jié)果說明,與對(duì)照相比,EBR處理能維持采后桃果實(shí)良好的品質(zhì)。
圖 3 EBR處理對(duì)桃果實(shí)接種后ATP(A)、ADP(B)、AMP(C)含量和能荷(D)的影響Fig. 3 Effect of EBR treatment on ATP (A), ADP (B) and AMP (C)contents and energy charges (D) of inoculated peach fruit
如圖3所示,隨接種后貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),ATP含量在前36 h逐漸增加,隨后迅速下降,EBR處理顯著促進(jìn)了ATP在貯藏前期的積累(P<0.05),并延緩了貯藏后期ATP含量的下降,在48 h和60 h時(shí)EBR處理組ATP含量比對(duì)照組分別高出6.5%和8.4%。ADP含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),于24 h達(dá)到高峰;整個(gè)貯藏時(shí)間內(nèi),EBR處理組ADP含量始終高于對(duì)照組,但差異不顯著。AMP含量在貯藏前24 h保持平穩(wěn)狀態(tài),隨后逐漸上升,但EBR處理顯著抑制了AMP含量的上升,48 h后AMP含量顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。能荷水平的變化與ATP含量變化趨勢(shì)類似,兩組的能荷水平在貯藏前期保持平穩(wěn),36 h后迅速下降,在接種60 h后EBR處理組的能荷水平為69.1%,顯著高于對(duì)照組(66.1%)(P<0.05),這說明EBR處理能顯著延緩桃果實(shí)能荷的下降。相關(guān)性分析顯示,對(duì)照組和EBR處理組桃果實(shí)的發(fā)病率和能荷水平均呈極顯著負(fù)相關(guān),(相關(guān)系數(shù)分別為-0.939、-0.962,P<0.01),說明能荷水平越高,越能抑制發(fā)病率的上升。因此,EBR處理可能通過調(diào)節(jié)能量代謝來增強(qiáng)桃果實(shí)采后的抗病能力。
圖 4 EBR處理對(duì)桃果實(shí)接種后Ca2+-ATPase(A)、H+-ATPase(B)、SDH(C)和CCO(D)活力的影響Fig. 4 Effect of EBR treatment on the activity of Ca2+-ATPase (A),H+-ATPase (B), SDH (C) and CCO (D) of inoculated peach fruit
如圖4A、B所示,Ca2+-ATPase和H+-ATPase活力在整個(gè)貯藏期間呈現(xiàn)先上升后下降。貯藏24 h后,Ca2+-ATPase活力開始顯著高于對(duì)照組(P<0.05),對(duì)照組和EBR處理組Ca2+-ATPase活力分別在48、36 h達(dá)到峰值,且EBR處理組峰值比36 h時(shí)的對(duì)照組高7.8%。H+-ATPase活力在48 h達(dá)到高峰,隨后開始下降,EBR處理組的H+-ATPase活力在整個(gè)貯藏期間均高于對(duì)照組,36 h和48 h時(shí)比對(duì)照組分別提高了4.6%和3.9%。
如圖4C所示,SDH活力在貯藏12 h后迅速上升,在48 h時(shí)達(dá)到高峰,隨后逐漸下降;EBR處理組的SDH活力在貯藏前12 h低于對(duì)照組,但差異不顯著,36 h后顯著高于對(duì)照組(P<0.05);在36、48 h和60 h時(shí),EBR處理組的SDH活力比對(duì)照組分別高8.7%、7.5%和7.4%。如圖4D所示,CCO活力在貯藏前期上升迅速,于36 h到達(dá)高峰,此時(shí)EBR處理組和對(duì)照組的酶活力比初始分別高出24.7%和15.7%;隨后兩組的CCO活力開始下降,但EBR處理組的CCO活力依然保持在較高水平,在貯藏末期(60 h),對(duì)照組CCO活力僅為EBR處理組的86%。由此可知,EBR處理能夠促進(jìn)4 種能量代謝相關(guān)酶活力的上升,并能抑制后期酶活力的下降。
桃果實(shí)采后容易受到病原菌的侵染,導(dǎo)致腐敗變質(zhì),從而大幅縮短了貨架期并降低營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);因此開發(fā)應(yīng)用綠色環(huán)保的激發(fā)子來誘導(dǎo)采后桃果實(shí)抗病變得十分重要。本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用0、1、5、10 μmol/L的EBR處理桃果實(shí),其中5 μmol/L的濃度對(duì)接種的匍枝根霉抑制效果最好,與對(duì)照相比,顯著降低了桃果實(shí)病斑直徑并延緩了其發(fā)病率的上升,濃度過高或過低時(shí)抑菌效果均下降。該結(jié)果與Zhu Zhu等[14]在棗果實(shí)上的研究以及李園園等[24]在草莓果實(shí)上的研究結(jié)果一致,5 μmol/L的油菜素內(nèi)酯處理可有效抑制青霉菌在棗果實(shí)上的擴(kuò)展,也可顯著延緩草莓果實(shí)在貯藏期間腐爛指數(shù)的上升。增強(qiáng)桃果實(shí)采后抗病性最終是為了盡可能長(zhǎng)時(shí)間維持桃果實(shí)采后良好的品質(zhì),以供消費(fèi)者食用。硬度、TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)、TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量是衡量果實(shí)采后品質(zhì)的重要指標(biāo),也可反映果實(shí)采后的衰老進(jìn)程。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),5 μmol/L EBR處理可以顯著延緩接種匍枝根霉的桃果實(shí)硬度、TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)、TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量的下降,能較好地維持桃果實(shí)采后良好的品質(zhì),這也與前人的研究結(jié)果[14,24]相符。
以往的研究表明,果蔬采后病害的發(fā)生與能量狀態(tài)有密切的聯(lián)系,能量供應(yīng)不足會(huì)降低果蔬采后的抗病能力[4,6,8,25-26]。正常情況下,植物組織能夠合成足夠的能量來保證細(xì)胞正常的生理代謝;但當(dāng)遭遇病原菌侵染時(shí),植物組織需要消耗大量的能量去合成抗病相關(guān)的物質(zhì)去抵御病原菌[27];而與此同時(shí),受病菌侵染的植物組織ATP的合成能力下降,當(dāng)能量供應(yīng)出現(xiàn)嚴(yán)重不足時(shí),細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性將遭到破壞,抗病能力迅速下降從而導(dǎo)致最終病害的發(fā)生[28-29]。龍眼果實(shí)接種龍眼擬莖點(diǎn)霉后,ATP含量和能荷水平顯著下降,這揭示了由病原菌侵染造成的能量缺乏可能降低了龍眼果實(shí)的抗病能力,從而加速了病害的發(fā)展[4]。Yi Chun等[5]的研究發(fā)現(xiàn),外源ATP處理能保持采后荔枝果實(shí)較高的能荷水平,促進(jìn)酚類物質(zhì)的合成,從而為抵御荔枝霜疫霉病提供物質(zhì)基礎(chǔ)。有研究表明,苯并噻二唑(acibenzolar-S-methyl,ASM)和β-氨基丁酸處理能分別提高采后梨[9]和桃果實(shí)[10]的能荷水平和ATP含量,降低發(fā)病率,延緩果實(shí)抗病性的下降。Liu Zhanli等[30]發(fā)現(xiàn)油菜素內(nèi)酯處理能夠提高竹筍采后貯藏期間的ATP、ADP含量和能荷水平,延緩AMP含量的上升,從而提高其能量水平,增強(qiáng)竹筍對(duì)冷害的耐受能力。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),EBR處理顯著延緩了桃果實(shí)采后ATP和ADP含量的下降,抑制了AMP含量的上升,維持了較高的能荷水平,這與Liu Zhanli等[30]的研究結(jié)果相符合。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,對(duì)照組果實(shí)和EBR處理組果實(shí)的發(fā)病率和能荷水平均呈顯著負(fù)相關(guān),說明較低的能荷水平能促進(jìn)桃果實(shí)發(fā)病率的上升,較高的能荷水平能抑制桃果實(shí)發(fā)病率的上升。以上結(jié)果說明,EBR處理能夠抑制桃果實(shí)采后匍枝根霉的侵染,降低發(fā)病率,這可能歸功于EBR處理對(duì)桃果實(shí)采后能荷水平的有效保持。
Ca2+-ATPase、H+-ATPase、SDH和CCO是與能量代謝相關(guān)的重要酶,參與ATP的供應(yīng)和線粒體功能的維持。ATPase可以催化ATP分解成ADP和游離磷酸根離子,并釋放出能量。質(zhì)膜H+-ATPase在水解ATP的同時(shí),將H+跨膜轉(zhuǎn)移到線粒體內(nèi)膜外側(cè),形成質(zhì)子濃度梯度和跨膜電化學(xué)梯度,為ATP的合成提供驅(qū)動(dòng)力[31]。Ca2+-ATPase能利用ATP釋放的能量將細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+轉(zhuǎn)移到線粒體或液泡中,維持Ca2+濃度動(dòng)態(tài)平衡,進(jìn)而維持細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)[32]。SDH和CCO均位于線粒體內(nèi)膜上,在三羧酸循環(huán)中通過催化琥珀酸轉(zhuǎn)變?yōu)檠雍魉?,參與ATP的合成。CCO是線粒體電子傳遞鏈中最后一個(gè)酶,催化電子從還原型細(xì)胞色素c傳遞給氧分子,同時(shí)發(fā)生質(zhì)子的跨膜移位,在ATP合成中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[33]。Liu Zhanli等[30]發(fā)現(xiàn)油菜素內(nèi)酯處理能通過提高Ca2+-ATPase、H+-ATPase、SDH和CCO 4 種酶的活力,從而提高采后竹筍的ATP含量和能荷水平,進(jìn)而有利于減輕竹筍貯藏期間的褐變。梨果實(shí)經(jīng)ASM處理后,Ca2+-ATPase、H+-ATPase、SDH和CCO活力顯著提高,從而維持了較高的能荷水平,為ASM誘導(dǎo)梨果實(shí)采后抗病提供了能量保證[9]。在本實(shí)驗(yàn)中,EBR處理提高了Ca2+-ATPase、H+-ATPase、SDH和CCO 4 種酶的活力,這也與EBR處理組保持了較高的ATP含量和能荷水平相符合;Wang Jing等[10]在桃果實(shí)上的抗病研究也呈現(xiàn)出類似的結(jié)果。這說明EBR處理能通過調(diào)節(jié)能量代謝相關(guān)酶的活力來維持細(xì)胞內(nèi)能量代謝的平衡,從而抑制桃果實(shí)采后由匍枝根霉引起的軟腐病的發(fā)生和發(fā)展。
5 μmol/L的EBR處理對(duì)匍枝根霉的抑制效果最顯著,不僅能夠降低接種匍枝根霉后桃果實(shí)的病斑直徑和發(fā)病率,還能延緩硬度、TA質(zhì)量分?jǐn)?shù)、TSS質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC含量的下降,從而保持桃果實(shí)采后良好的貯藏品質(zhì)。與此同時(shí),與對(duì)照相比,EBR處理能提高Ca2+-ATPase、H+-ATPase、SDH和CCO 4 個(gè)能量代謝相關(guān)酶的活力,從而提高ATP和ADP的含量,降低AMP的含量,維持較高的能荷水平,為桃果實(shí)采后抵抗軟腐病提供較為充足的能量。