甜樱桃果实发育过程中细胞壁组分及其降解酶活性的变化

【目的】了解甜樱桃在果实发育过程中质地变化与果实细胞壁组分及其降解酶活性的关系。【方法】以硬肉型品种‘美早’、常规型品种‘红灯’和软肉型品种‘佳红’为试材,分别在硬核期、转白期、着色期和成熟期对果实硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性进行了测定分析。【结果】‘美早’硬度降低速率较慢,成熟期硬度高于其他2个品种,WSP升高速率、纤维素降解速率低,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal活性低。‘红灯’硬度降低速率较快,在果实发育后期硬度低于‘美早’,WSP升高速率与纤维素降解速率高,PME、α-L-Af活性高。‘佳红’在转白期硬度迅速降低且后期质地软,它的纤维素降解速率高,PME、α-L-Af、Cx、β-Gal在转白期之后活性较高。【结论】甜樱桃果实成熟过程中,原果胶的降解和纤维素的水解是果实软化的关键因素。果实细胞壁组分降解是多种酶协同作用的结果。PME和α-L-Af与‘红灯’和‘佳红’硬度显著负相关,并且活性在‘美早’中显著低于其他2个品种,这可能是果实硬度较高的主要原因。纤维素和原果胶降解速率低,PG活性高和β-Gal活性低可能是导致硬度高的次要原因。Cx酶活由于在‘红灯’中并没有显著影响到到果实硬度,而在‘佳红’和‘美早’中产生了不同的影响,可能是品种间的差别。     

不同肉质桃果实成熟过程中细胞壁相关酶活性变化

以软溶质型“霞晖5号”、硬溶质型“保佳红”、硬质型“保佳俊”、不溶质型“金童6号”桃果实为试材，采用果实细胞壁降解相关酶活性测定方法，研究了不同肉质桃果实成熟过程中硬度、呼吸强度、细胞壁降解相关酶活性及基因PG21、PME的表达差异对果实软化的影响，以期阐明不同肉质桃果实成熟过程中细胞壁相关酶活性变化差异。结果表明：软溶质型桃“霞晖5号”果胶甲基酯酶(PME)、纤维素酶(Cx)活性高于其它3种肉质类型的桃果实，多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性高于不溶质型桃“金童6号”和硬质型桃“保佳俊”,表明PG、PME、Cx活性与软溶质型桃“霞晖5号”软化进程密切相关。4种肉质类型的桃果实β-半乳糖苷酶(β-gal)活性差异不显著，表明β-gal不是影响不同肉质类型的桃软化进程的关键因素。4种不同肉质类型的桃果实在成熟发育后期PG21基因相对表达强度整体呈上升趋势，“霞晖5号”和“保佳俊”PME基因相对表达量在整个果实发育后期均呈上升的趋势，酶活性与相关基因表达量变化趋势基本一致。     

苹果3个早熟品种果实发育后期硬度及其相关生理指标的初步研究

 以‘泰山早霞’、‘极早红’和‘辽伏’3个早熟苹果品种为试材,研究果实发育期间果实硬度、细胞壁水解酶及淀粉酶活性、乙烯释放量的变化,旨在为探讨果实软化机理提供基本资料,并为早熟苹果品种软化的调控奠定基础。结果表明：① 3个参试品种果实发育过程中果实硬度基本均呈下降趋势,但品种间下降的幅度存在明显差异,其中‘辽伏’花后75 d硬度的下降幅度为35%,‘泰山早霞’50%,‘极早红’53%;② 3个品种果胶甲酯酶（PE）和淀粉酶（Amylase）活性差异不明显,‘泰山早霞’、‘极早红’的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）活性明显高于‘辽伏’,3个品种PG酶、Cx酶活性变化与其果实硬度变化呈显著负相关;③ 3个参试早熟苹果品种果实发育过程中,乙烯释放量与PG酶、Cx酶活性呈显著正相关。     

1-MCP对‘磨盘柿’采后成熟软化的调控效应

为了探讨1-MCP抑制柿果成熟软化的关键酶,以‘磨盘柿’为试材,研究1-MCP处理对常温柿果的生理指标以及软化酶系的影响。结果表明,1-MCP处理均有效的延缓了柿果硬度和可溶性单宁的下降,抑制了果实的呼吸强度和乙烯生成量的增加,并推迟了呼吸高峰和乙烯高峰出现的时间,有效抑制贮藏后期果实MDA和膜相对电导率的增加,延缓了果实成熟衰老进程;抑制了PG活性、Cx活性、淀粉酶活性的增加,延缓果实软化进程;但对果实PE活性没有抑制作用。导致果实软化的影响因素次序为:PG>Cx>淀粉酶>PE。1-MCP能够有效抑制柿果的成熟软化,与果实中PG、Cx和淀粉酶活性密切相关。     

肥城桃两品系果实细胞壁成分和水解酶活性的比较

 随着果实发育成熟，肥城桃两品系果实中细胞壁含量不断下降。可溶性果胶从8月1～16日明显增加，这时果肉硬度下降最快。两品系果实的细胞壁中离子结合果胶和纤维素含量下降比例不同，这可能是造成两品系成熟软化特性不同的主要因素之一。果实发育后期‘白里肥城桃’和‘红里肥城桃’纤维素酶活性变化的不同，意味着纤维素酶在肥城桃果实软化中起重要作用。肥城桃果实中没有检测到内切PG活性，成熟后期外切PG活性上升较快。     

果实成熟软化过程中主要相关酶作用的研究进展

果实成熟软化的外在表现是硬度下降、质地变软,硬度和质地是果实成熟标准和果实品质的重要指标,影响到果实采前采后处理方法、货价期的长短及其风味、口感等.因此,了解果实成熟软化过程中主要相关酶的作用机理及其与果实软化的关系,可以提供通过基因改良和作物育种控制果实软化的方法.现对果实成熟软化相关的多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶(PME)、β－半乳糖苷酶、葡聚糖内切酶(EGase)(CMCase)和木葡聚糖内切转糖基酶(XET)等的几种主要酶的研究进展进行了综述.     

果实成熟软化机理研究进展

综述了果实成熟软化方面的研究资料,介绍了果实成熟软化过程中细胞壁组分和结构的变化以及相关机理的研究进展。研究认为果实的软化与PE(果胶甲酯酶)、PG(多聚半乳糖醛酸酶)、纤维素酶等酶的活性增强有关,果实成熟过程中PE、PG等细胞壁酶活性升高,使果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质降解,细胞壁超微结构发生变化,从而引起果实硬度下降,果实变软。酶活性的升高受基因的调控,采后生物技术的研究为抑制果实成熟软化提供了新的途径。     

青梅果实采后的软化特性与色泽变化

以青佳品种为试材研究了青梅在25℃±1℃、相对湿度85%贮藏条件下果实采后软化特性及色泽变化。结果表明:采后6～8d,青梅果实呼吸强度和乙烯释放量均出现高峰,表明果实属于呼吸跃变型;采后6d内,果肉硬度和叶绿素含量迅速下降,膜相对透性迅速增大,果肉色泽急剧转黄,表明6d内青梅果实易快速软化和黄化,在常温下仅能保鲜5d左右。采后2～4d,多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和羧甲基纤维素酶(Cx)活性升高,这可能是果肉急剧软化的主要原因。     

乙烯、脱落酸以及乙醇对采后薄皮甜瓜果实软化及调节酶活性的影响

以薄皮甜瓜果实为试材,用外源乙烯、脱落酸以及乙醇对采后薄皮甜瓜果实进行处理后于常温(23±1)℃条件下贮藏,研究贮藏期间各组薄皮甜瓜果实硬度及相关酶活性变化情况,以期为薄皮甜瓜采后果实品质的维持及保鲜技术的完善与应用提供参考依据.结果 表明:贮藏期间,薄皮甜瓜果实硬度呈降低趋势;脱落酸(ABA)处理的果实硬度与果实中聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)、β-D-葡聚糖酶(EGase)、淀粉酶活性升高相关,且ABA主要促进了贮藏前期果实中EGase以及淀粉酶活性,加速了原果胶、淀粉的分解,促进了贮藏前期果实的软化;而乙烯(ETH)处理果实硬度的降低与果实中PG、β-Gal活性明显呈负相关,且ABA和ETH处理均能通过提高果实贮藏前期LOX活性和电导率影响了果实硬度,可能存在羟自由基氧化作用对果实硬度的影响.在贮藏后期,ABA和ETH处理对果实软化的作用相似.乙醇(EtOH)则通过抑制PG、PME、β-Gal、EGase、淀粉酶以及LOX活性,延缓了果实可溶性果胶和可溶性糖以及电导率的升高,维持了薄皮甜瓜果实硬度.综上可知,ABA和ETH调控薄皮甜瓜果实软化的酶调系统存在差异,而EtOH能通过降低果胶及淀粉代谢酶活性抑制羟自由基的作用,进而减缓了果实软化进程,维持了果实硬度.     

PG和LOX对采后番茄果实软化及细胞超微结构的影响

以番茄 (Lycopersiconesculentum)品种‘丽春’为试验材料研究了果实采后多聚半乳糖醛酸酶 (PG)和脂氧合酶 (LOX)的活性变化与果实硬度的关系 ,并观察了细胞超微结构的变化。结果表明 ,随着果实采后呼吸强度和乙烯释放量不断增加 ,PG和LOX活性迅速增加 ,而果实硬度逐渐下降。呼吸强度和LOX活性高峰出现在发白期 (BR) ,而乙烯释放量高峰延迟至转色期 (TU)。PG活性随着果实的成熟逐渐增加 ,而LOX活性在发白期之后保持较高水平。分别用外源LOX和LOX加底物处理番茄组织切片 ,发现组织细胞的衰老进程加速 ,进而导致细胞膜瓦解、胞壁纤维松弛以及细胞器空胞化。PG和LOX都与果实的后熟软化有关 ,LOX与衰老的启动有关     

两个耐贮性不同的红肉苹果株系果实硬度与香气成分及相关酶活性与基因表达差异分析

以‘红心7号’和‘红心9号’两个红肉苹果新品系的成熟果实为试材,检测贮藏期间硬度与香气成分及其相关酶活性与基因表达量。‘红心9号’苹果贮藏期间果实硬度极显著低于‘红心7号’,而乙烯释放速率极显著高于‘红心7号’;总香气物质、酯类含量及AAT1、AAT2和LOX基因表达量均极显著高于‘红心7号’,而在贮藏后期(90~120 d)果实醇类与醛类含量及HPL和ADH基因表达量均极显著低于‘红心7号’;PG、XET、PME、AM、α-L-Af和β-Gal等6个果实软化相关基因表达量及其酶活性大都极显著高于‘红心7号’。上述结果表明乙烯释放速率和酯类含量高及酯类生物合成和果实软化相关基因上调表达可能是导致‘红心9号’苹果贮藏期间果实硬度显著低于‘红心7号’的主要原因。香气物质种类、含量及其变化能作为果实贮藏品质评价的指标之一。     

纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶与果实成熟

对果实成熟软化过程中组织超微结构变化以及Cx和PG对果实成熟软化的作用,Cx、PG在分子水平上的研究和尚待进一步研究的问题进行了系统综述:果实成熟软化与Cx、PG活性增强直接相关,PG在果实成熟软化过程中对果实着色也有着一定影响;编码Cx的基因已经在某些果实的cDNA文库中被鉴定;利用反义RNA技术对PG进行负调控是研究PG对果实成熟软化作用的主要手段。目前对Cx、PG在果实成熟过程中的作用研究主要集中在呼吸跃变型果实上,而在非呼吸跃变果实中的作用很可能有所不同。因此,研究Cx、PG在柑橘等非呼吸跃变果实成熟过程中的作用将是尚待研究的又一重要方向。     

生长素对油桃‘24-30’果实软化和乙烯生物合成的影响

【目的】研究‘24-30’油桃果实发育后期及采后萘乙酸处理下果实硬度和乙烯的变化。【方法】以‘24-30’油桃为试材,检验其果实的硬度和乙烯释放量,以及经采后萘乙酸处理下乙烯生物合成基因(ACS1、ACS4、ACO1)和果实软化关键基因(PG1)的表达量。【结果】‘24-30’采前采后过程中果实硬度和乙烯释放量变化均不明显;与对照果实相比,经NAA处理果实的硬度明显下降,乙烯释放量迅速增加,且处理浓度越高,效果越明显。实时定量表达分析表明,经NAA处理果实与对照相比,PG1和ACS1基因的表达明显增加,且处理浓度越高,基因上调表达越明显。NAA处理对ACS4和ACO1的表达没有明显作用。【结论】‘24-30’油桃采前和采后果实一直维持较高硬度是由于乙烯释放量较低。采用萘乙酸处理‘24-30’油桃果实,可以促进‘24-30’油桃ACS1基因的表达和乙烯的释放,进而导致重要细胞壁相关基因PG1表达上升,加速果实软化。     

不同钙制剂对‘寒富’苹果果实硬度及相关细胞壁代谢物质的影响

【目的】探讨不同类型钙制剂对果实硬度影响的生理机制,为有效延长果实货架期、维持果实品质提供理论依据和技术支撑。【方法】以硝酸钙、氯化钙、氨基酸钙、糖醇钙为钙制剂,对‘寒富’苹果进行采后浸钙处理,在货架期内动态监测果实硬度、细胞壁物质组分、细胞壁降解酶活性等指标。【结果】采后‘寒富’苹果果实硬度、原果胶含量、纤维素含量呈下降趋势,而果实可溶性果胶、果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(CX)酶活性均呈上升趋势。4种形态钙制剂处理均提高了果实硬度,抑制了果实原果胶和纤维素下降以及可溶性果胶上升,抑制了PG、CX和PME酶活性。至贮藏35 d时,硝酸钙、氯化钙、氨基酸钙、糖醇钙处理的果实与对照相比,硬度分别增加了4.0%、6.0%、6.6%和7.9%;原果胶含量比对照高17.2%、21.0%、25.3%和29.6%;纤维素含量比对照高28.9%、36.5%、53.3%和68.5%;可溶性果胶比对照分别低13.7%、5.0%、19.4%和26.6%;PME活性比对照果实分别低19.8%、21.9%、27.9%、31.8%;PG酶活性比对照果实分别低5.4%、8.7%、15.3%、19.6%;CX酶活性比对照果实酶活性分别低22.1%、22.6%、43.7%、50.1%。相关性结果显示:果实硬度与可溶性果胶(p0.01)、PG酶(p0.01)、CX酶(p0.01)、PME酶(p0.05)均呈显著负相关,而与原果胶、纤维素呈显著正相关(p0.05)。【结论】采后钙处理能显著降低‘寒富’苹果PME、PG、CX酶活性,抑制原果胶和纤维素的降解和可溶性果胶的上升,从而更好地维持果实硬度。4种钙制剂中以糖醇钙处理效果最优。     

冷激处理对香蕉后熟软化及相关酶活性的影响

 以‘巴西’香蕉(Musa nana‘Baxi’) 为材料, 研究了冷激处理对果实常温下后熟软化的影响。结果表明, - 20 ℃冷空气处理2.5 h明显延迟了后熟软化; 同时也延缓了多聚半乳糖醛酸酶(PG)和淀粉酶活性上升, 进而抑制了果胶和淀粉的降解, 对维持香蕉硬度起重要作用。     

梨采后细胞壁成分及果胶酶活性与果肉质地的关系

 以果实质地有明显差异的‘黄花’和‘湘南’梨为试材, 研究了细胞壁组分、钙含量、果实硬度以及果胶代谢酶类活性的变化。结果表明, 两品种上述指标有相同的变化趋势, 但还存在以下差异: 1) 贮藏性差的黄花梨纤维素含量、原果胶含量、果实硬度相对较低, 而果实钙含量、水溶性果胶含量较高; 2) 黄花梨木质素含量较高, 且生成木质素的速率较快; 3) 黄花梨果实的多聚半乳糖醛酸酶(PG) 活性在贮藏前期极显著高于湘南梨果实, 末期两品种差异较小, 而果胶甲酯酶(PME) 活性极显著高于湘南梨。     

柿果实采后软化中PG酶活性及其基因DkPG1的表达

为了进一步探索多聚半乳糖醛酸酶（PG）在柿（Diospyros kaki L.）采后软化中的分子调控机制,应用实时荧光定量PCR技术和DNS比色法检测常温下丙烯和1–甲基环丙烯（1-MCP）处理‘富平尖柿’果实中PG基因DkPG1的表达量和PG酶活性的变化。结果显示,随着柿果实成熟软化,DkPG1基因转录水平呈先上升后下降的趋势,其中丙烯处理4 d出现表达高峰,比对照提前12 d且峰值极显著高于对照,而1-MCP处理的果实中的表达高峰出现在处理后28 d,比对照推迟12 d峰值极显著低于对照。丙烯处理果实PG酶活性迅速增加,活性峰与DkPG1表达高峰出现在同一天,1-MCP处理的果实PG酶活性明显降低,活性峰出现在DkPG1表达高峰前4 d。此外,对不同处理下乙烯释放量和果胶组分变化分析的结果显示DkPG1基因的表达受乙烯调控,进而影响果胶组分代谢。     

不同贮藏处理对‘槜李’果实采后生理特性的影响

本研究以‘槜李’果实为材料,分别进行外源乙烯、减压浸钙和低温贮藏处理,研究各处理条件下‘槜李’果实成熟软化过程中硬度、乙烯释放量、ACS和ACO活性等指标的变化。结果表明:‘槜李’果实软化过程中,硬度逐渐降低,乙烯释放量和ACS活性的峰值同时出现在软化后期;外源乙烯(0.5μl·L^-1)处理后,果实硬度迅速下降,乙烯跃变提前,乙烯释放量增大,ACS活性增强,促进果实迅速软化;用2%CaCl2溶液浸泡处理显著减缓果实软化,降低乙烯释放速率;低温贮藏显著抑制果实硬度下降,表明一定条件的低温贮藏对乙烯释放速率及其相关酶活的控制效果极为显著。     

阿魏酸和那他霉素对采后黑莓果实细胞壁代谢的影响

以黑莓品种'Hull'为试材,采用阿魏酸和那他霉素浸泡黑莓果实,测定了果实细胞壁成分和细胞壁降解酶的活性,研究了采后处理对黑莓果实细胞壁的作用,以期阐明采后处理提高黑莓果实硬度的作用机制.结果 表明:阿魏酸和那他霉素处理后果实中纤维素和果胶含量高于对照组.阿魏酸处理可显著降低α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Af)活性;那他霉素处理可显著降低β-半乳糖苷酶(β-Gal)和β-甘露聚糖酶(β-Man)活性;阿魏酸和那他霉素联用可以显著降低多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)和纤维素酶(Cx)活性,提高木葡聚糖内糖基转移酶(XET)活性.综上所述,阿魏酸和那他霉素处理可以下调黑莓果实中的细胞壁降解酶活性,提高细胞壁保护酶活性,抑制果胶、半纤维素和纤维素的分解,从而延缓黑莓果实软化.     

北方果树果实细胞壁降解相关酶基因研究进展

为了解北方果树果实成熟软化相关酶基因的研究概况,本文总结了北方果树果实软化过程中果胶酯酶(PME)、纤维素酶(Cx)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Af)相关基因的研究进展,并提出了存在的问题及未来的研究趋势。