活性氧与果实成熟衰老关系研究进展

活性氧在果实的成熟衰老过程中起着重要的作用。植物体内活性氧的爆发会直接引起衰老,甚至死亡。笔者从活性氧的性质、产生、防御系统以及与乙烯、脂氧合酶的作用等方面对活性氧代谢与果实成熟衰老的关系做了介绍。     

活性氧与果实成熟衰老

活性氧在果实的成熟衰老过程中起着重要的作用。本文概述了活性氧对采后果实的伤害 ,活性氧与果实衰老、乙烯及 Ca2 的关系 ,并从自由基的角度对果实成熟衰老的可能机理进行了探讨。     

草莓果实采后衰老过程中花青苷含量和活性氧代谢的变化

以粉红期的达赛莱克特草莓为试材,分别在常温(25℃)和低温(4℃)条件下进行贮藏,研究贮藏过程中草莓呼吸速率、花青苷含量以及活性氧代谢等指标的变化,并对这些生化指标的相关性进行了分析。结果表明,随着贮藏时间的延长,草莓的呼吸速率呈先下降后上升趋势,O2-·产生速率、花青苷含量和MDA含量呈增加趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先升高后降低趋势;低温(4℃)能降低草莓的呼吸速率和O2-·产生速率,减少花青苷和MDA含量,使SOD活性和类黄酮含量保持较高水平,从而延缓果实衰老;草莓花青苷合成与O2-·产生速率和MDA含量均呈极显著的正相关(P0.01)。     

能量调控对草莓果实采后衰老过程中活性氧及保护酶的影响

以‘红颜'草莓果实为试材,采用呼吸链解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)和外源ATP处理草莓果实,研究抑制和促进能量生成条件对草莓果实衰老过程中活性氧和保护酶的影响。结果表明,在草莓果实采后衰老过程中,DNP处理、ATP处理和对照的脂氧合酶(LOX)活性、过氧化氢(H_2O_2)含量、超氧阴离子(O_2~-)产生速率、丙二醛(MDA)含量和相对电导率均为上升。DNP处理的LOX活性、O_2~-产生速率、MDA含量和相对电导率均高于对照,CAT活性和APX活性基本均低于对照;ATP处理后上述活性氧指标均低于对照,CAT活性和APX活性基本高于对照。以上结果说明,采用外源DNP处理果实使保护酶活性下降,同时加剧了活性氧的上升与积累;外源ATP处理则提高了保护酶活性,从而缓减了活性氧的上升与积累。能量水平和活性氧代谢相互作用影响果实衰老进程,能量调控可以影响活性氧代谢从而影响草莓果实的衰老。     

活性氧调控果实发育成熟的研究进展

活性氧(reactive oxygen species,ROS)存在于整个植物生长发育过程,一旦积累过多会导致氧化应激反应,但是适度的氧化胁迫有利于果实成熟。本文对活性氧影响果实成熟的生理机制,活性氧与激素互作调控果实成熟的机理,活性氧调控果实成熟的分子机制,以及活性氧与钙离子调控采后果实后熟等相关研究进展进行了总结和评述,旨在通过总结活性氧直接或间接调控果实衰老成熟的研究进展,为今后利用活性氧调控果实成熟提供理论依据和参考。     

草莓果实采后NAD激酶活性与NAD（H）、NADP（H）含量及活性氧代谢的关系

【目的】研究草莓采后成熟衰老过程中NADK活性与NAD（H）、NADP（H）及活性氧代谢和膜氧化产物变化的关系，以探讨NADK在非跃变型果实成熟衰老过程中的作用，为调控果实的成熟衰老提供理论依据。【方法】将从果园采回的草莓果实贮藏于不同的温度下并进行每天取样，研究草莓果实在低温（4℃）、常温（20℃）贮藏期间成熟衰老过程中NAD激酶（NADK）活性及其底物NAD（H）、产物NADP（H）以及超氧阴离子O2- •过氧化氢（H2O2）、膜氧化产物丙二醛（MDA）含量的变化并分析NADK 与上述指标的关系。【结果】草莓果实在低温（4℃）贮藏时，其NADK活性比常温（20℃）贮藏的高，NAD（H）含量则相应比常温贮藏的低，NADP（H）含量则高于常温下的；同时，在常温贮藏期间果实O2- •生成速率和H2O2含量、膜氧化产物MDA含量均比低温贮藏的高，暗示NADK可能通过影响NAD（H）、NADP（H）的含量及比例来调控O2- •生成速率和H2O2含量，从而调控果实的成熟衰老。【结论】非跃变型果实草莓采后成熟衰老过程中，保持较高的NADK活性有利于延缓果实的成熟衰老，降低NADK活性可导致NAD和NAD（H）含量的积累，进而加速电子传递，产生大量的活性氧O2- •和H2O2，从而促进膜过氧化作用和积累较多的MDA，最终导致果实衰老变质。     

桃果实成熟软化过程中活性氧代谢的变化

以雨花3号桃果实为试验材料,研究不同成熟度和贮藏温度下桃果实活性氧代谢途径相关指标的变化。结果表明:在桃果实成熟及采后贮藏过程中产生的超氧化物自由基和H_2O_2含量与乙烯释放量呈一定相关性。超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性有所增加,而过氧化氢酶(CAT)活性在成熟和贮藏过程中则呈下降趋势。脂氧合酶活性和丙二醛含量在成熟和贮藏过程中持续增加,但低温则明显抑制脂氧合酶活性和降低丙二醛含量。     

外源乙烯利处理对草莓果实成熟与品质的影响

草莓(Fragaria×ananassa Duch.)是蔷薇科草莓属多年生植物,具有味道好、营养价值高的特点,深受消费者喜爱。乙烯在草莓果实生长发育过程中具有关键作用,但其对成熟过程中品质成分的影响尚不清晰。为了明确乙烯对草莓果实成熟过程中品质成分变化的影响,通过使用外源乙烯利对不同发育时期的红颜草莓果实进行了处理。通过观察并检测处理后0、48、72 h草莓果实的外观表型、果实硬度、可溶性固形物含量、总酸含量和挥发性香气物质的变化。结果发现,外源乙烯利处理能够显著加快草莓果实的转色及色泽加深,降低果实硬度与总酸含量,促进绿果期、白果期和转色期果实可溶性固形物含量上升;与对照相比,绿果期和白果期果实在乙烯利处理后其挥发性物质的种类和总量变化差异不大,而转色期和全红期则呈现显著的差异,即相较于对照,处理后的草莓果实中含有的挥发性物质明显减少。综上结果表明外源乙烯利处理可以加速草莓果实成熟进程,促进果实着色,但却减少了果实香气含量,影响了挥发性组分的种类,降低了其香气品质。     

采后桃果实衰老褐变与活性氧和酚类物质代谢的关系

“大久保”果实在常温(20±1)℃下贮藏时,硬度快速下降,呼吸明显上升,膜透性急骤增加;与此相对应,果实的褐变度、多酚氧化酶(PPO)活性、丙二醛(MDA)含量和超氧自由基产生速率呈逐渐增加趋势;采后早期酚类物质迅速积累,在后期其含量又有所下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性先下降后上升至峰值,最后呈升高趋势。低温(4±1)℃贮藏可延缓果实软化和褐变,减慢上述生理变化。这表明果实衰老褐变与活性氧和酚类物质的代谢密切相关。     

The Maturation and Senescence in Relation to Ca2+ , CaM Content and Ca2+ -ATPase Activity and Active Oxygen Metabolism in Strawberry Fruits

The changes in content of Ca2 + and CaM, Ca2 + -ATPase activity and active oxygen metabolism during strawberry (Fragaria ananassa Duch. cv. Chunxing) fruits maturation and senescence were investigated in this study. The results showed that the soluble Ca2 + content and SOD activity in fruits tended to decline and O2.-production rate to increase, the Ca2+ -ATPase activity peaked at first and then declined during fruits maturation and senescence. There were the highest CaM content at white stage in preharvest fruits and at marked senescence stage in postharvest ones. The above biochemical changes in fruits stored at low temperature (4℃) were slower than those stored at normal temperature(25℃ ). Thus, it indicated that the stimulation of calcium messenger system and accumulation of active oxygen free radical were closely related to fruits maturation and senescence.     

The Relationship Between Senescence and Ca2+-ATPase Activity of Microsomal Membrane and Lipid Peroxidation in Harvested Peach Fruit

Peach fruit easily soften and have a short storage time at normal temperature. In this study, peach fruit (Prunus persica sieb et Zucc cv. Yingqing) were picked and stored at 25 and 4℃ to investigate the senescence in correlation with Ca2+- ATPase activity of microsomal membrane and lipid peroxidation during ripening and senescence. In comparison with that stored at 25℃, the fruit stored at 4℃ exhibited a higher flesh firmness, lower respiration rate, and generated the late bigger peak value of Ca2+-ATPase activity as well as maintained the higher activity of the enzyme. Meanwhile, the lower levels of super oxygen radical (O2-) production and content of malondialdehyde (MDA), a product of membrane lipid peroxidation were observed. Sodium orthovanadate (SO) and erythrosin B (EB), as Ca2+-ATPase inhibitors, could stimulate the respiration rate. The results suggested that the slower senescence rate of peach fruit was closely related to the higher peak value and longer duration of Ca2+-ATPase activity in microsomal membrane, with the slighter membrane lipid peroxidation and lower O2(-) production rate.     

琯溪蜜柚果实成熟过程中汁胞粒化与活性氧代谢的关系

 【目的】探讨琯溪蜜柚[Citrus grandis (L.) Osbeck cv. Guanximiyou]果实成熟过程中汁胞粒化与活性氧代谢的关系。【方法】以易发生汁胞粒化的老龄树和不易发生汁胞粒化的适龄树的琯溪蜜柚果实为材料,研究成熟过程中果实汁胞MDA、H2O2、木质素含量,活性氧清除酶（POD、SOD、CAT）活性和内源抗氧化物质（AsA、GSH）含量的变化。【结果】与不易发生粒化的适龄树果实相比,易发生汁胞粒化的老龄树果实汁胞成熟过程中,汁胞粒化指数、H2O2、MDA和木质素含量增加,AsA和GSH含量减少,SOD活性前期减少后期增加,CAT活性增加,POD 活性显著增加。【结论】琯溪蜜柚果实成熟过程中,活性氧代谢失调导致活性氧（H2O2）积累和POD活性的增强而促进木质素的合成,从而导致汁胞粒化的发生。     

蝴蝶兰花自然衰老与活性氧代谢的关系

以蝴蝶兰花的萼片、花瓣和唇瓣为试材,研究其自然衰老过程中活性氧及相关酶的生理变化,探索花朵衰老的主要因素.结果表明:萼片、花瓣和唇瓣从小蕾期至初开期的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性没有表现出明显的变化,但在盛开期与衰败期二者活性显著升高;过氧化氢酶(CAT)活性在开花的各个时期总体表现为先下降后上升的趋势;从小蕾期至初开期,超氧阴离子(O2-·)的产生速率一直处于较低水平,盛开期开始明显上升,衰败期急剧增加;从小蕾期至初开期,H202质量摩尔浓度逐渐降低,衰败期质量摩尔浓度显著增加;可溶性蛋白质量浓度从小蕾期至衰败期逐渐降低;丙二醛(MDA)质量摩尔浓度从小蕾期到盛开期逐渐降低,盛开期达到最低,此后质量摩尔浓度迅速升高.在自然衰老过程中,萼片、花瓣和唇瓣三者的生理过程变化相似,但萼片最早,花瓣次之,唇瓣最慢.02-·是决定蝴蝶兰花衰老的主要因素.     

渗透胁迫下CaM合成与胞质Ca2+关系初步研究

通过外源添加Ca^2 ,EGT和Verapamil(异博啶），初步研究了渗透胁迫下CaM合成与Ca^2 的关系。渗透胁迫下，0mmol/L,20mmol/L,Ca^2 ,EGTA和Verapamil处理均提高小麦幼苗根叶CaM含量。结果表明：渗透胁迫下，胞质Ca^2 浓度升高和降低均促进CaM的合成，Ca^2 参与了CaM的合成。     

水分胁迫诱导平邑甜茶叶片衰老期间内肽酶与活性氧累积的关系

 在水分胁迫下,平邑甜茶叶片3种不同底物内肽酶活性的变化可分为缓升期和速升期,分别对应于叶绿素含量的缓降期和速降期。水分胁迫使平邑甜茶叶片SOD活性先升后降, ASA含量大幅度降低, O2-·、H2O2、1O2含量增高,膜脂过氧化产物 MDA含量大幅度增加,且 Chl、O2-·、H2O2、1O2、MDA上升和下降的幅度与内肽酶活性的降低均呈显著相关。表明水分胁迫下活性氧代谢失调而累积的活性氧(O2-·、H2O2、1O2)导致内肽酶活性大幅度上升。     

葡萄贮藏中SO2伤害与活性氧代谢的关系

以耐SO2品种巨峰和不耐SO2品种红地球葡萄为材料，研究了葡萄贮藏中SO2伤害与活性氧代谢的关系，结果表明，SO2伤害葡萄体内活性氧水平，GSH含理和ASP活性增加，SOD和CAT活性降低，与红地球相比，巨峰具有较高的SOD活性和GSH水平，受SO2伤害后，巨峰的ASP活性上升幅度大于红地球，其SOD活性和CAT活性的下降幅度低于红地球。     

Relationship Between Ca2+-CaM and Ethylene-Induced PG Activity in Tomato Fruit

Polygalacturonase (PG) was studied during ripening and senescence of postharvest tomatofruit at pink stage at low and normal temperature. The results showed that the PG activity increased, thendecreased during ripening and senescence of tomato. Low temperature inhibited but ethylene enhanced PGactivity. Ethylene also enhanced caimodulin content, which was dependent on Ca2+ concentration in cell.When EGTA(Ca2+ chelator), verapamil (Vp) and LaCl3 (Ca2+ channel blockers), trifluoperazine and chloro-promaize (two CaM antagonisms) were used to treat tomato fruit at green mature stage with ethylene, theycould reverse ethylene-induced increase in PG activity, but Vp, chloropromaize (CPZ), trifluoperazine(TFP) could not directly influence PG activity, which indirectly indicated that influx of Ca2+ from the ex-tracellular space including the cell wall via the Ca2+ channel localized in plasma membrane and CaM were re-quired for ethylene-induced PG activity increase and that ethylene signal transduction may be related to Ca2+- CaM messenger system.