京白梨果实后熟软化过程中细胞壁代谢及其调控

 【目的】探讨细胞壁代谢与‘京白梨’果实软化的关系及其调控,为解决果实品质下降及迅速软化问题提供依据。【方法】用0℃、1-甲基环丙烯（1-MCP）和乙烯利处理‘京白梨’果实,测定细胞壁组分及其降解酶活性变化及调控效应。【结果】随着‘京白梨’果实后熟软化,果实细胞壁物质（CWM）、共价结合果胶（CSP）、半纤维素和纤维素含量减少,离子结合果胶（ISP）和水溶性果胶（WSP）含量增加;果胶甲酯酶（PME）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性在采后3 d 后开始升高,分别在第9天和第12天出现活性高峰,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-L-Af）和β-半乳糖苷酶（β-Gal）活性在采收时就开始升高,并持续到贮藏末期,但纤维素酶活性呈降低趋势。相关分析表明,果实硬度与半纤维素、ISP和CSP呈极显著相关,与WSP和纤维素呈显著相关;而β-Gal和α-L-Af不仅与硬度呈极显著相关,且与细胞壁组分的相关度均大于其它细胞壁降解酶,但纤维素酶未表现出相关性。0℃和1-MCP处理显著抑制了‘京白梨’果实纤维素、半纤维素与CSP含量的下降和ISP与WSP含量的增加,降低了α-L-Af、β-Gal、PME和PG活性,推迟果实软化;乙烯利的作用不大。【结论】采后‘京白梨’果实软化与细胞壁组分变化密切相关,细胞壁降解酶中,β-Gal和α-L-Af可能是果实早期软化的主要因子,PME和PG促进了果实后期软化,但纤维素酶作用不大。0℃和1-MCP能显著抑制‘京白梨’果实细胞壁代谢,延缓果实软化;乙烯利未显著促进果实软化进程。     

CaCl_2处理对软枣猕猴桃果实软化的影响

[目的]探究CaCl2处理对软枣猕猴桃果实软化的影响。[方法]以野生软枣猕猴桃果实为材料进行CaCl2处理,调查果实的品质、呼吸率、乙烯发生量、细胞壁成分和果胶分解酶活性的变化。[结果]试验表明,CaCl2处理延缓了软枣猕猴桃果实可溶性固形物含量的增加、可滴定酸含量的下降和果实硬度下降的速度;降低呼吸速率并促进了乙烯的发生;抑制淀粉降解和α-淀粉酶活性。在整个贮藏过程中,CaCl2处理抑制果胶酶的活性和延缓细胞壁(果胶、纤维素、半纤维素)的降解作用,对保持软枣猕猴桃果实品质,增加贮藏寿命起到了积极作用。[结论]研究可为软枣猕猴桃果实软化机理研究提供基础数据。     

采前喷钙对溶质桃采后贮藏品质及后熟软化的影响

采用对白凤桃生长期树冠喷施Ca(NO3)2的方法,研究了采前补钙影响溶质桃采后贮藏品质及后熟软化进程的生理机制.结果表明,喷施10 g/L Ca(NO3)2处理的桃果实果皮、果肉及细胞壁物质中钙含量分别提高了18.8%、17.7%和11.3%,果实硬度提高了7.8%;处理果实呼吸高峰推迟1 d出现,并且果实软化前期的呼吸速率低于对照果实.贮藏过程中,喷钙果实出汁率显著下降,可溶性固形物、可滴定酸含量与对照相比无显著差异(á=0.05).喷钙处理对细胞膜透性和酚类物质的含量没有影响,但显著抑制了采后贮藏过程中脂氧合酶(LOX)和多酚氧化酶的活性.此外,采前喷钙处理显著降低了果实细胞壁共价结合果胶和离子结合果胶的含量,抑制了常温贮藏半纤维素的降解(á=0.05),然而果实细胞壁水溶性果胶和纤维素的变化不受喷钙处理的影响.常温贮藏和冷藏2周后货架期间,喷钙果实的PG活性显著低于对照,PME酶活性则相反(á=0.05).研究认为,采前喷钙对桃采后品质的影响主要体现在提高果实硬度上,喷钙抑制了果实的呼吸作用,细胞壁半纤维素的降解以及LOX、PG酶的活性,影响了细胞壁果胶组分的变化,从而延缓了果实的后熟软化进程.     

猕猴桃果实软化衰老机理初探

[目的]探讨猕猴桃果实软化衰老的机理。[方法]用1%、3%Ca(NO3)2处理丰悦和金魁,测定猕猴桃软化衰老过程中淀粉酶、纤维素酶、PG酶活性及果胶和淀粉的含量。[结果]丰悦采后60 d淀粉酶活性达到峰值,金魁采后40 d达到峰值,为4.57/mg FW,但均低于清水对照。两品种采后50 d PG酶活性达到峰值,纤维素酶活性20 d达到峰值,均低于对照。对照果实的水溶性果胶在开始阶段上升速度大于钙处理的,钙处理的金魁水溶性果胶含量在80 d时低于丰悦,表明丰悦果实软化速度大于金魁。两品种钙处理的猕猴桃果实淀粉含量高于对照。[结论]淀粉和原果胶的降解是猕猴桃果实软化衰老的主要原因。钙处理能降低猕猴桃果实淀粉酶和纤维素酶活性,降低PG酶活性的峰值,有效减缓淀粉降解,延缓猕猴桃软化衰老。     

杏果实采后细胞壁组份及水解酶活性变化研究

以6个早、中、中晚熟新疆杏品种为材料,采后贮藏于(3.0±0.5)℃,定期测定果实贮期细胞壁含量、细胞壁组成物质含量、果胶酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性的变化,研究果实采后贮藏过程细胞壁及相关水解酶变化特性.结果表明,贮藏期间,6个品种杏果实硬度、细胞壁含量下降,果胶酶和纤维素酶活性升高,促进了原果胶和纤维素的降解,纤维素、半纤维素和共价结合型果胶含量下降,细胞壁水溶性果胶和离子型果胶含量明显上升,最终导致果实的软化.6个杏品种中,中熟品种轮台小白杏硬度和细胞壁含量高于其他品种,表现为较耐贮藏;早熟品种巴都玉吕克含量最低,差异显著(P＜0.05),表现为不耐贮藏,进一步解释了中熟及中晚熟杏耐贮原因.     

梨果实发育软化与果胶多糖降解特性的关系

【目的】探讨细胞壁果胶多糖降解特性与梨果实质地软化和贮藏性的关系,进一步阐明果实软化机理,为果实品质的提高及贮藏技术的完善提供理论依据。【方法】以‘鸭梨’和‘京白梨’为试材,根据果实发育和后熟特性,分别在果实发育和后熟软化两个阶段进行定期采样,用质构仪分析比较两品种果实的质构参数变化特性,分别采用生化方法和琼脂糖凝胶色谱柱层析法分析‘鸭梨’和‘京白梨’果实发育软化过程中细胞壁果胶组分含量变化及其分子质量的分布特点,并测定果胶多糖降解相关酶活性的动态变化规律,以探讨贮藏性不同的梨果实果胶多糖降解特性的差异。【结果】发育期,‘鸭梨’果实共价结合果胶（CSP）和离子结合果胶（ISP）含量迅速增加,显著高于‘京白梨’,其水溶性果胶（WSP）含量缓慢增加且低于‘京白梨’,‘鸭梨’果实WSP和CSP均由低分子量组分向高分子量组分转变。贮藏期,‘鸭梨’果实CSP含量高且恒定,WSP含量缓慢增加,但均保持较高的分子质量;而‘京白梨’果实CSP含量迅速降低,WSP和ISP含量快速增加,各果胶显著地由高分子量组分向低分子量组分转变。‘鸭梨’果实WSP、CSP和ISP含量变化仅在发育期与硬度变化显著相关,而‘京白梨’果实果胶与硬度的显著相关性主要表现在贮藏阶段。果胶降解酶活性测定结果表明,两品种的差异主要表现在贮藏期,即在贮藏阶段‘京白梨’果实多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）、β-半乳糖苷酶（β-Gal）和α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）的活性和增加速率均显著高于‘鸭梨’,其中β-Gal和α-Af活性在‘京白梨’果实采收后即迅速增加,PG和PME相对滞后,且β-Gal和α-Af活性变化与硬度和各果胶组分含量变化间的相关度均强于PME和PG,此时期‘鸭梨’果实仅α-Af活性与ISP含量变化的相关性显著。综上,‘鸭梨’和‘京白梨’果实的果胶降解特性差异显著,而且在果实软化的不同阶段表现不同,导致两品种果实具有不同的后熟软化和贮藏特性。【结论】耐贮性强的‘鸭梨’果实发育期表现明显的大分子果胶组分积累和随果实后熟软化降解缓慢的特性,不耐贮的‘京白梨’果实发育期积累的大分子量果胶组分随果实软化迅速降解成小分子量组分。其中,难溶性果胶CSP含量的高低及其分子质量的分布是衡量梨果实耐贮性的重要指标。β-Gal和α-Af更促进‘京白梨’果实软化。     

美味猕猴桃果实采后硬度与细胞壁超微结构变化

为了深入探索猕猴桃的果实软化衰老机制及其控制途径,以耐贮性具有明显差异的美味猕猴桃品系果实为试材,对采且果实硬度、多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性及细胞壁超微结构变化进行了研究。结果表明,果实采后硬度明显下降,并可分为两个显著下降时期,前期硬度下降快于后期;采后初期,PG活性上升较慢,后期则迅速增加,随之细胞壁中胶层逐渐降解消失,继而细胞壁纤维松散,细胞壁膨大,但质膜与细胞器仍完好,此期果实开始软熟。不同品系中,耐贮性强的品系果实采后硬度下降缓慢,PG活性低,细胞壁与中胶层结构致密而均匀,中胶层降解慢,硬果的后熟软化与PG活性增加、果胶质水解引起的细胞壁结构破坏密切相关,而软果贮藏则可能取决于细胞膜的氧化伤害而引起的细胞衰老崩解进程。     

一氧化氮熏蒸对采后肥城桃果实细胞壁代谢的影响

【目的】研究NO处理后果实细胞壁的代谢和酶活性变化,探讨NO对肥城桃果实软化的作用机理以期为NO应用于肥城桃贮藏保鲜提供试验依据。【方法】用0、5、10和15μl·L-1NO气体熏蒸肥城桃2h后分别贮藏于5和27℃,测定果实细胞壁组成和酶活性变化。【结果】5和10μl·L-1NO显著降低5和27℃下肥城桃果实果胶甲酯酶(PME)和内切葡聚糖酶(EGase)活性,延缓了贮藏过程中细胞壁纤维素、半纤维素的降解,并抑制了离子型果胶含量下降和可溶性果胶含量增加。5和10μl·L-1NO提高了外切多聚半乳糖醛酸酶(exo-PG)和内切多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)活性,有利于减轻贮藏过程中果实的絮败。15μl·L-1NO处理果实显现了NO的毒害作用。【结论】果实软化过程中可溶性果胶的增加主要是由离子型果胶转化而来,这可能是肥城桃的一个品种特性。5和10μl·L-1NO有效延缓了肥城桃果实细胞壁代谢,维持桃果肉细胞的完整性,改变低温对PME和PG平衡的影响,缓解低温贮藏对桃果实的冷害作用。这种延缓作用具有时效性,且NO具有双重生物效应。     

不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果实软化的影响

【目的】分析不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果肉细胞壁降解酶的影响,研究温度调控西州密25号哈密瓜采后软化作用机制,为哈密瓜采后贮藏保鲜提供参考。【方法】以成熟期西州密25号哈密瓜为试材,采后分别置于不同温度(0、5、10和15℃)环境下贮藏,每隔5 d测定果实硬度、呼吸强度,果肉β-半乳糖苷酶(β-Gal)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酶(PE)、纤维素酶(Cx)等细胞壁降解酶活性指标,分析不同贮藏温度对果实软化的影响。【结果】不同贮藏温度对西州密25号哈密瓜果实硬度、呼吸强度及细胞壁降解酶活性影响具有显著性差异。温度越低,果肉硬度下降越慢,果实呼吸强度峰值越低,果肉细胞壁降解酶活性越低。温度低于5℃时,果肉出现明显冷害症状。【结论】5℃适合西州密25号哈密瓜果实贮藏。西州密25号哈密瓜果实硬度与呼吸强度呈负相关关系,与β-Gal、PG、PE和Cx活性呈极显著负相关关系。     

采前乙酰水杨酸处理对厚皮甜瓜果实后熟及软化的影响

【目的】研究果实发育期间乙酰水杨酸(ASA)4次喷施处理对厚皮甜瓜果实采收及贮藏期间后熟和软化的影响及作用机理,为采后调控提供参考。【方法】以‘玛瑙’厚皮甜瓜为试材,采用1 mmol·L-1 ASA分别在甜瓜幼果期(花后2周)、膨大期(花后3周)、网纹形成期(花后4周)及采前48 h四个时期连续喷施处理,测定果实采收及冷藏期间(7℃,RH 55%—60%)的呼吸强度和乙烯释放量,硬度、细胞壁组分以及细胞壁降解酶活性的变化。【结果】采前乙酰水杨酸处理可有效降低甜瓜果实采收时的呼吸强度和乙烯释放量,使果实贮藏期间呼吸和乙烯跃变峰的出现时间推迟1周。ASA处理提高了果实采收时的硬度及原果胶、纤维素、半纤维素和富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGPs)含量,延缓了原果胶向可溶性果胶的转化,维持了较高的纤维素、半纤维素和HRGPs水平,有效保持了贮藏期间的果实硬度。采前ASA处理显著降低了采收时和贮藏期间甜瓜果实细胞壁降解酶的活性,主要抑制了果实果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)的活性。相关性分析表明,处理果实的乙烯释放量和呼吸强度与多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性呈显著正相关,与β-葡萄糖苷酶(β-Glu)活性呈极显著正相关;处理果实的硬度与果胶甲酯酶(PME)活性、原果胶和半纤维素含量呈极显著正相关,与纤维素酶(Cx)活性和可溶性果胶(WSP)含量呈显著正相关,与乙烯释放量和呼吸强度均呈显著负相关。【结论】采前ASA处理可促进甜瓜果实发育期间细胞壁物质的合成,有效抑制甜瓜果实采收及贮藏期间的呼吸强度和乙烯释放,降低胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)和β-葡萄糖苷酶(β-Glu)等细胞壁降解酶的活性,阻止细胞壁物质的释放,有效维持了冷藏期间的甜瓜果实硬度。     

美味猕猴桃低温贮藏过程中果实总淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶活性的变化

以美味猕猴桃金魁和米良 1号为试材 ,对果实采后硬度、淀粉酶和多聚半乳糖醛酸酶 (PG)活性、淀粉和果胶含量的变化进行了研究。结果表明 :冷藏条件下 (0～ 1℃ ) ,两品种果实软化过程均分为两个明显的阶段。第一阶段果实硬度快速下降 ,此阶段与淀粉酶活性上升而引起的淀粉迅速水解呈正相关 (R =0 .99) ;第二阶段果实硬度下降趋于缓慢 ,此时PG活性提高 ,导致非水溶性果胶水解为水溶性果胶 ,果实细胞结构受损而软化     

Adβgal-1和Adβgal-2克隆及其在猕猴桃果实软化中的作用

【目的】 β-半乳糖苷酶是一类参与细胞壁降解的糖苷酶,在植物的生长发育和果实成熟软化过程中发挥重要作用。通过对猕猴桃2个β-半乳糖苷酶基因的鉴定及其表达模式研究,明确它们在猕猴桃果实软化中的作用,丰富猕猴桃的后熟软化机理研究。【方法】 以‘米良1号’猕猴桃为试材,采用RT-PCR法扩增果实的β-半乳糖苷酶基因,利用在线数据库分析其编码蛋白的特性、功能结构域、系统进化关系、基因结构和调控miRNA,应用qPCR研究其在不同组织部位、果实的不同软化时期、不同贮藏温度和ABA处理后的表达特征,并结合酶活性变化,阐释这2个β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实软化中的作用。【结果】 克隆得到2个猕猴桃β-半乳糖苷酶基因（Adβgal-1和Adβgal-2）,登录号分别为MH319788和MH319789。Adβgal-1的开放阅读框为2 280 bp,编码759个氨基酸;Adβgal-2的开放阅读框为2 025 bp,编码674个氨基酸。结构域分析显示,Adβgal-1和Adβgal-2均含有植物糖苷水解酶家族35的功能结构域（Glyco_hydro_35）。基因结构分析表明,Adβgal-1由18个外显子和17个内含子组成,而Adβgal-2由17个外显子和16个内含子组成。进化树分析显示它们位于两个不同的进化分支中,且序列差异较大,可能源自不同的基因祖先。qPCR分析结果表明,Adβgal-1和Adβgal-2在猕猴桃的各组织部位（根、茎、叶、花、幼果、成熟果）均有表达,但表达水平不同;它们均在果实软化初期上调表达,随着果实硬度的下降,表达量持续增加;在25℃贮藏过程中,它们均在3 d时上调表达,随着时间的推移,表达量增加;而在4℃贮藏过程中,Adβgal-1的表达受到抑制,Adβgal-2的表达呈波浪式;ABA处理诱导Adβgal-1和Adβgal-2的表达。酶活性测定结果显示,β-半乳糖苷酶活性在果实软化初期略有降低,随着果实硬度的下降逐渐升高。【结论】 Adβgal-1和Adβgal-2均参与猕猴桃果实的软化进程。不同贮藏温度和ABA处理对猕猴桃果实软化的影响可能是通过改变β-半乳糖苷酶基因的表达而实现的。     

二氧化氯处理对“徐香”猕猴桃贮藏品质的影响

以浙江省主产的‘徐香’猕猴桃为试验材料,研究了不同浓度二氧化氯（ClO₂）（0、20、50 mg·L^-1和80 mg·L^-1）处理的猕猴桃在（3±1）℃条件下贮藏期间品质的变化。结果表明,与对照相比,二氧化氯处理可以较好地保持猕猴桃果实贮藏期、尤其在贮藏后期的果实硬度,能显著抑制猕猴桃中的可滴定酸含量、可溶性糖含量和Vc含量的下降速率,但对可溶性固形物含量的影响效果不显著（p>0.05）。比较表明,猕猴桃采后ClO₂处理的适宜浓度为50 mg·L^_-1。     

猕猴桃采后软化过程中β-甘露聚糖酶活性变化

以米良1号猕猴桃果实为研究材料,探讨其在采后常温贮藏过程中果实软化与β-甘露聚糖酶活性变化情况。结果表明,贮藏期间,随着果实硬度的降低,果实中可溶性固形物含量逐渐增加,果皮和果肉中β-甘露聚糖酶活性均表现出先增加后降低的趋势;而果心中β-甘露聚糖酶活性却保持不断增加的趋势。在整个贮藏期间,果皮中β-甘露聚糖酶活性最高,果肉和果心相对较低。与对照相比,乙烯利处理可以加快果实软化的速度,提高果实可溶性固形物含量,增加果皮、果肉和果心中β-甘露聚糖酶活性;而壳聚糖处理则明显延缓了果实软化的进程和果实可溶性固形物含量增加的幅度,降低了果皮、果肉和果心中β-甘露聚糖酶活性。     

1-MCP对“玉金香”甜瓜采后果实软化的作用机理

【目的】研究1-MCP处理对甜瓜贮藏期果实软化的作用机理,为甜瓜采后通过生物技术调控其果实的软化提供了参考依据。【方法】以“玉金香”甜瓜为材料,采用1 μL/L 的1-MCP,在室温（21±1） ℃状态下,对生理成熟期甜瓜果实处理24 h后,转入(10±1) ℃、相对湿度70%～80%的冷库中贮藏,以未经1-MCP处理的果实为对照,在贮藏的不同时间分别取样测定果实硬度及多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲酯酶（PME）、纤维素酶（EGase）、β-葡萄糖苷酶和β-吡喃半乳糖苷酶的活性。【结果】1-MCP处理显著抑制了甜瓜果实硬度在贮藏期间的下降趋势;PG活性在果实贮藏中后期有显著增加,PME活性在贮藏初期就显著增加并在整个贮藏期保持了较高的活性,EGase活性在贮藏期呈上升趋势,β-葡萄糖苷酶和β-吡喃半乳糖苷酶在果实中有较高的活性,在贮藏期活性较稳定,没有显著的变化,但上述酶的活性均以经1-MCP处理的果实较低。【结论】PG、PME、EGase、β-葡萄糖苷酶和β-吡喃半乳糖苷酶在不同时期以不同的方式参与了甜瓜果实的软化进程。1-MCP处理显著抑制了果实硬度在贮藏期的下降趋势,同时显著抑制了PG、PME、EGase在果实贮藏期活性的升高,对β-葡萄糖苷酶和β-吡喃半乳糖苷酶在贮藏期的活性也有影响,但作用效果相对较小,说明1-MCP对果实软化相关酶活性的影响有显著区别。     

“绿化9号”桃果实软化及果胶代谢中乙醛作用的影响

以晚熟品种“绿化9号”桃为试材,用0,0．5,1．0和2．0mL／kg乙醛处理果实12h后,分别贮藏于室温（20±1）℃和（0±1）℃下,研究桃果实软化及果胶物质代谢中乙醛的作用。结果表明：2个温度下,乙醛处理有抑制桃果实呼吸强度的作用。0℃下,2．0mL／kg和1．0mL／kg乙醛处理可抑制果实果胶甲酯酶（PE）和β-半乳糖苷酶（β-Gal）活性的增加,减轻果实软化,但对原果胶含量和可溶性果胶含量的影响不显著;室温下,乙醛处理促进PE,β-Gal活性的增加和可溶性果胶含量的上升,以及果实软化。PG活性受乙醛处理的影响,与果实硬度、原果胶和可溶性果胶含量等关联性不明显。     

减压贮藏对冬枣果实呼吸及软化相关指标的影响

研究了在-1±1℃条件下不同减压强度(86.1、70.9、55.7、40.5、25.3 kPa)贮藏对冬枣果实呼吸强度、硬度、非水溶性果胶含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的影响。结果表明,减压贮藏可以抑制冬枣的呼吸作用,保持冬枣的硬度,抑制非水溶性果胶的降解,但对PG活性的影响不明显。不同减压条件对冬枣贮藏期呼吸强度和软化相关指标的影响不同,其中55.7 kPa减压条件下冬枣的贮藏保鲜效果最好。