章康藝,余 莎,樓恬恬,鄔雨津,壽建昕,俞明操
(1.紹興文理學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,浙江紹興 312000;2.浙江豐島股份有限公司,浙江新昌 312500)
菊花(Dendranthemuma morifolium)是我國十大傳統(tǒng)名花和世界四大切花之一,在花卉生產(chǎn)、園林綠化和美化環(huán)境中占有十分重要的地位。我國是栽培菊花的起源中心和菊屬種質(zhì)資源的分布中心,菊屬有40 余種,在我國分布的就有20 余種,栽培品種達(dá)3 000 余個[1]。鮮切花生產(chǎn)是花卉產(chǎn)業(yè)中附加值最高的一個分支,正以前所未有的速度蓬勃發(fā)展。中國是世界鮮切花的最大生產(chǎn)國,鮮切花產(chǎn)銷量占全球切花總量的30%以上。我國菊花的產(chǎn)量和規(guī)模正在逐年擴(kuò)大,產(chǎn)銷量占全球鮮切菊花總量的18%以上,在國內(nèi)鮮切花中,菊花約占總產(chǎn)量的30%。切花采后的數(shù)量損失,發(fā)達(dá)國家為5%~25%,發(fā)展中國家為20%~50%[4]。世界發(fā)達(dá)國家的切花生產(chǎn)商都通過栽培及采后保鮮控制技術(shù),滿足消費(fèi)者對切花觀賞性和延長瓶插壽命的要求,但同國外相比,由于對菊花的采收前和采后生理研究不夠,保鮮技術(shù)水平仍有較大差距,導(dǎo)致我國菊花切花在采后和流通中的損失高達(dá)20%左右[5],造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。切花菊采摘后,合成物質(zhì)減少,分解加速,逐漸失水萎蔫走向衰老,并且伴隨著復(fù)雜的生理生化變化。通過切花采摘并包裝后充入不同體積的二氧化碳,對切花菊水分、代謝相關(guān)酶和產(chǎn)物等生物學(xué)特征進(jìn)行研究,并且測試保存后切花菊的瓶插時間,以期為切花菊采后存儲運(yùn)輸條件提供參考。
在4℃下向長40~50 cm、PVC 高阻隔材料制成的包裝袋中,充入2 個大氣壓的二氧化碳若干體積,每個包裝袋中放入10 支鮮切花,為了和生產(chǎn)方便程度對應(yīng),項(xiàng)目組采用計(jì)時充氣法,設(shè)定0 min 為對照,實(shí)驗(yàn)組采用0.5、2.0、5.0 min。
取新鮮葉片稱重W1,放入烘箱內(nèi)殺青0.5 h 后80℃烘至恒重,稱重W2。相對含水量計(jì)算公式:相對含水量=[(W1-W2)/W1]×100%,每測定重復(fù)3 次。
采用蒽酮比色法。取葉片擦凈表面污物,剪碎混合,稱取0.25 g,共3 份,分別放入3 支刻度試管中,加入5 mL蒸餾水,薄膜封口,于沸水中提取30 min(提取2 次),提取液過濾入25 mL 容量瓶中,用蒸餾水反復(fù)漂洗試管及殘?jiān)⒍ㄈ葜?5 mL。吸取樣品提取液0.5 mL 于20 mL刻度試管中,加蒸餾水1.5 mL,然后按順序向試管中加入0.5 mL 2%的蒽酮乙酸乙酯和5 mL 濃硫酸,放入沸水中保溫1 min,自然冷卻至室溫,以不加提取液的空白作對照,在630 nm 波長下測其吸光度。以蔗糖做標(biāo)準(zhǔn)曲線。
采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法,稍有改動。稱切花菊葉片0.5 g,用5 mL 蒸餾水研磨成勻漿后,3 000 r/min 離心10 min,取上清液0.1 mL 放入具塞試管中,并加入蒸餾水0.9 mL,再加入5 mL 考馬斯亮藍(lán)G-250 溶液,充分混合,放置2 min 后在595 nm 下比色,測定吸光度,并通過以牛血清蛋白所作標(biāo)準(zhǔn)曲線求值。
V樣品中蛋白質(zhì)的含量=[C×VT/VS×WF×1 000](mg/g)
式中:C 為查標(biāo)準(zhǔn)曲線值(μg);VT為提取液總體積(mL);VS為測定時的加樣量(mL);WF為樣品鮮重(g)。
取10 mL 50 mmol/L(pH 7.8)的磷酸緩沖液于反應(yīng)管中,加入0.076 mL 0.3%液體愈創(chuàng)木酚,0.112 mL 30%的H2O2,0.1 mL 葉片粗酶液,立即搖勻,然后測定470 mn 處的吸光值,3 min 內(nèi)每隔30 s 記錄1 次,共計(jì)6 次。以1 min內(nèi)A470 變化0.01 為一個酶活性單位(U)。
SOD 反應(yīng)體系為3 mL:50 mmol/L 的磷酸緩沖液(PBS)(pH 7.8)1.7 mL,130 mmol/L 甲硫氨酸溶液0.3 mL,750 μmol/L氮藍(lán)四唑溶液0.3 mL,l mmol/L EDTA-Na2溶液0.3 mL,20 μmol/L 核黃素溶液0.3 mL,酶液0.1 mL。同時做2 支對照管,取3 mL 反應(yīng)混合液加入0.1 mL PBS,其中一支管照光后,作為光最大還原管,另一支置于黑暗中,測定時用于調(diào)零。各管置于270 μmol/m2·s 日光燈25℃下照光反應(yīng)20 min,反應(yīng)結(jié)束后,分別測定各管在560 nm 處的吸光值。
稱取切花葉0.5 g,加入5 ml 5%的三氯乙酸(TCA),充分研磨,將勻漿轉(zhuǎn)入10 mL 的離心管中,在轉(zhuǎn)速3 000 r/min下離心10 min,取上清液2 mL(上清液為樣品提取液),加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸(TBA),在100℃沸水浴中煮沸30 min,冷卻(冰?。┖笤匐x心1 次,分別測定上清液在450、532、600 nm 波長下的吸光度,(以2 mL 蒸餾水加2 mL 0.67% TBA 的混合液作為對照測定進(jìn)行比色)。
MDA 濃度(μmol/L)= 6.45(D532-D600)-0.56D450
MDA 濃度(μmol/g)= MDA 濃度(μmol/L)×提取液體積(5 mL)/植物組織鮮重(g)
采用自來水瓶插檢驗(yàn),每種存儲條件下10 支1 組,重復(fù)3 組,觀察瓶插衰敗情況。
對包裝后的箱裝切花菊分別進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定,保存14 d。從圖1 可以看出,前4 d 4 個保存組相對含水量無顯著性差異,第6 天充入0.5 min 的組相對含水量開始上升,顯著高于其他組別,充入5 min 組相對含水量開始顯著減少于其他組別。由于保存至第10 天,充入5.0 min的實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐爛,導(dǎo)致該組后續(xù)數(shù)據(jù)無法測得,3 個平行組均出現(xiàn)此現(xiàn)象,說明大量充入二氧化碳,切花菊進(jìn)入了無氧呼吸,產(chǎn)生了大量的乙醇,切花菊正常的采后生理被破壞。但充入0.5 min 的組直至14 d,相對含水量都要多于對照組,說明少量充入二氧化碳,對切花菊保持活性是有利的。
將采后的切花菊按上述方法裝箱后,進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min 的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定其可溶性糖的含量,分析在4℃下,充不同量二氧化碳對保存切花菊可溶性糖的影響。從圖2 可以看出,第4天0、0.5、2.0 min 3 個保存組間切花菊可溶性糖含量無顯著性差異,但充5.0 min 組可溶性糖含量顯著高于其他3組。但5.0 min 組在4 d 后可溶性糖含量出現(xiàn)急劇降低,第8 天降至25 mg/g。由于保存至第10 天,充入5.0 min 的實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐爛,導(dǎo)致該組后續(xù)數(shù)據(jù)無法測得,3 個平行組均出現(xiàn)此現(xiàn)象,說明大量充入二氧化碳,切花菊進(jìn)入了無氧呼吸,產(chǎn)生了大量的乙醇,切花菊正常的采后生理被破壞。0.5 min 和2.0 min 組第6 天可溶性糖含量接近,均顯著高于對照,其后至試驗(yàn)結(jié)束,充入0.5 min 二氧化碳組可溶性糖含量均顯著高于2.0 min 組及對照,這可能是由于裝箱后,切花菊轉(zhuǎn)入了暗反應(yīng)階段,充入低劑量二氧化碳有助于其糖類等有機(jī)物的合成。
圖2 4℃下充二氧化碳對切花菊可溶性糖含量的影響
將采后的切花菊按上述方法裝箱后,進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min 的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定其可溶性蛋白含量,分析在4℃下,充不同量二氧化碳對保存切花菊可溶性蛋白的影響。從圖3 可以看出,充入二氧化碳后4 個組別中可溶性蛋白均呈下降趨勢,但各組別間無顯著性差異,但由于保存至第10 天,充入5.0 min的實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐爛,導(dǎo)致該組后續(xù)數(shù)據(jù)無法測得,3 個平行組均出現(xiàn)此現(xiàn)象,說明大量充入二氧化碳,切花菊進(jìn)入了無氧呼吸,產(chǎn)生了大量的乙醇,切花菊正常的采后生理被破壞。說明在4℃下保存切花菊,二氧化碳的濃度對可溶性蛋白的影響不太大。
圖3 4℃下充二氧化碳對切花菊可溶性蛋白含量的影響
采后的切花菊按上述方法裝箱后,進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min 的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定其過氧化物酶活性,分析在4℃下,充不同量二氧化碳對保存切花菊過氧化物酶活性的影響。從圖4 可以看出,4 個組別的切花菊中過氧化物酶活性在前4 d 均出現(xiàn)上升趨勢,其中5.0 min 組的上升最為明顯,極顯著高于其他3 組,達(dá)到143.94 U/mg·FW,其后5.0 min 組過氧化物酶活性出現(xiàn)下降直至測定第8 天,由于保存至第10 天,充入5.0 min 的實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐爛,導(dǎo)致該組后續(xù)數(shù)據(jù)無法測得。對照組在第6 天后出現(xiàn)逐漸下降趨勢。0.5 min 組第10 天出現(xiàn)上升,至170.76 U/mg·FW,其后出現(xiàn)降低,但過氧化物酶活性0.5 min 組極顯著高于其他組別。
圖4 4℃下充二氧化碳對切花菊過氧化物酶活性的影響
將采后的切花菊按上述方法裝箱后,進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min 的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定其超氧化物歧化酶活性,分析在4℃下,充不同量二氧化碳對保存切花菊超氧化物歧化酶活性的影響。從圖5可以看出,前6 d 4 個組別超氧化物歧化酶活性均上升,其中5.0 min 組第6 天后出現(xiàn)迅速下降,由于保存至第10天,充入5.0 min 的實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)比較嚴(yán)重的腐爛,導(dǎo)致該組后續(xù)數(shù)據(jù)無法測得。對照組和2.0 min 組第10 天后出現(xiàn)下降,但是2.0 min 組的SOD 酶活性高于對照組,0.5 min組除第14 天出現(xiàn)下降外,其他測試值均較前次增加,第12天出現(xiàn)最高值,達(dá)35.02 U/mg·FW。
圖5 4℃下充二氧化碳對切花菊超氧化物歧化酶活性的影響
將采后的切花菊按上述方法裝箱后,進(jìn)行0、0.5、2.0、5.0 min 的二氧化碳充氣,保存至4℃培養(yǎng)箱中,隔天取樣測定其丙二醛的含量,分析在4℃下,充不同量二氧化碳對保存切花菊丙二醛含量的影響。從圖6 可以看出,4 個組別的丙二醛含量均出現(xiàn)持續(xù)上升,其中2.0 min 組在第10 天后出現(xiàn)快速增加,極顯著高于其他組別,到第14 天達(dá)到28.72 mol/g·FW。
圖6 4℃下充二氧化碳對切花菊丙二醛含量的影響
將經(jīng)過14 d 保存后的切花菊包裝打開進(jìn)行純水瓶插試驗(yàn),測定切花菊瓶插后的最大花徑和瓶插壽命。從表1可以看出,由于5.0 min 組在實(shí)驗(yàn)第10 天出現(xiàn)腐爛,故不能繼續(xù)瓶插檢驗(yàn),其他3 組純水瓶插后的試驗(yàn)結(jié)果表明:充二氧化碳0.5 min 與對照組在花徑大小上無顯著性差異,但是極顯著高于2.0 min 組,花平均壽命0.5 min 組最長,達(dá)到16.49 d,極顯著高于對照組,2.0 min 組極顯著低于對照組,說明充入低劑量二氧化碳有利于瓶插時間的延長。葉的壽命對照組與0.5 min 組無顯著差異,2.0 min組極顯著低于對照。
表1 切花菊瓶插最大花徑和瓶插壽命
切花菊采摘后,合成物質(zhì)減少、分解加速,逐漸失水萎蔫走向衰老,并且伴隨著復(fù)雜的生理生化變化。項(xiàng)目組利用切花菊包裝后充入不同體積的二氧化碳,測定與切花菊衰老相關(guān)的指標(biāo),來確定包裝切花菊的最適二氧化碳充入量。經(jīng)過測定后發(fā)現(xiàn)在4℃保存溫度下,充入低劑量的二氧化碳,有利于切花菊的瓶插延時,但隨著二氧化碳濃度增加,包裝中相對氧含量降低,導(dǎo)致切花菊開始進(jìn)行無氧呼吸,對其生理活動影響很大,當(dāng)項(xiàng)目組在包裝中充入5.0 min 二氧化碳后,出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。綜上,切花菊采后包裝完成后,應(yīng)盡快移至4℃冷庫冷藏,并且充入低劑量二氧化碳,能夠延長瓶插時間。