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。     

梨果实在贮藏过程中果胶分解酶活性的变化

以苹果梨和新高梨为试材,测定了梨贮藏过程中果胶分解酶的活性变化.结果表明:2品种果实在软化过程中多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性均增加且在贮藏后期新高梨的PG活性极显著(p<0.01)高于苹果梨;贮藏性强的苹果梨的β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性很低且在贮藏中减少,但贮藏性相对较弱的新高梨的β-Gal活性极显著(p<0.01)高于苹果梨且在可溶性果胶增加的时期达活性高峰;苹果梨的果胶甲基酯酶(PME)活性在贮藏后期有所增加,但新高梨减少.可见,在贮藏过程中PG和β-Gal酶均是梨果实软化的重要酶,但β-Gal的作用比PG酶更重要;PME的活性变化因品种而异,与耐贮性关系不大.     

1-甲基环丙烯处理对软枣猕猴桃果实软化的影响

以软枣猕猴桃为试材,研究了果实采后不同浓度1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对软枣猕猴桃果实软化中果实品质、乙烯释放量和呼吸强度、细胞壁成分含量和果胶分解酶活性的影响。结果表明:1-MCP处理明显延缓了软枣猕猴桃果实可溶性固形物含量的上升、可滴定酸含量的下降和果实硬度下降速度;1-MCP处理抑制了软枣猕猴桃果实的呼吸峰值,推迟了软枣猕猴桃果实乙烯发生高峰出现的时间;抑制了软枣猕猴桃果实中果胶、纤维素和半纤维素的降解;降低了软枣猕猴桃果实多聚半乳糖醛酸酶活性峰值,而且推迟了软枣猕猴桃果实β?半乳糖醛酸酶活性峰值的出现。可见,1-MCP处理显著延缓了软枣猕猴桃果实的软化。     

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。     

PG酶与果实的成熟软化

多聚半乳糖醛酸酶（PGs）是一种在细胞壁结构的改变中起重要作用的酶，它可以催化果胶分子中α～（1、4）－聚半乳糖醛酸的裂解，从而参与果胶的降解，它与果实的软化密切相关。PGs具有2或3种同工酶，它们分别出现于果实发育的不同阶段。PGs是由多基因家族编码的，各基因家族成员分别调节不同时空的表达，通过反义RNA技术和插入失活的方法可对PG基因进行调控。乙烯在翻译水平控制PG基因的表达而对PGmRNA的转录没有影响。气调贮藏、热处理、钙处理等贮藏措施能抑制果实PG酶的活性，延缓果实的后熟软化进程。综述了多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）在果实成熟中的作用、PG酶同工酶、PG酶基因及其表达调控、乙烯及贮藏措施对PG酶活性和果实软化的调控。     

京白梨果实采后PG、糖苷酶和LOX活性变化及其基因表达特性

 以京白梨为试材,测定贮藏期间果实多聚半乳糖醛酸酶（PG）、糖苷酶（β-Gal、α-L-Af）及脂氧合酶（LOX）活性及其基因表达变化及对1-MCP和低温的响应。结果表明,果实软化呈慢（3 d内）、快（3 ~ 9 d）、慢（9 d后）的变化趋势;PG、β-Gal、α-L-Af和LOX活性及其基因表达量均随果实软化呈不同程度增加,且β-Gal和LOX的活性均在果实采收后3 d内上升快,其基因的表达量亦迅速增加,由此认为β-Gal和LOX可能在果实软化早期起着更为重要的作用。经1-MCP处理和冷藏后,β-Gal、α-L-Af、LOX和PG的活性及基因表达显著受抑,延缓了果实软化进程,且1-MCP对β-Gal和LOX的抑制作用最强烈,尤其在处理前期。在果实冷藏过程中PG和β-Gal活性基本维持原有水平,其基因表达在贮藏前期受到抑制,LOX活性和基因表达均维持在极低水平,说明LOX对低温较其它酶敏感。因此认为,PG、β-Gal、α-L-Af和LOX均不同程度地参与了京白梨果实的后熟软化,在早期软化阶段β-Gal和LOX可能起着更为重要的作用,1-MCP对β-Gal和LOX活性和基因表达具有更显著的调控作用,而低温可能主要是通过抑制LOX活性和基因表达来抑制果实软化。     

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。     

猕猴桃PG基因在果实贮藏过程中的表达及其与硬度的关系

为鉴定猕猴桃果实贮藏过程中参与果胶降解的关键酶多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因,以‘徐香’猕猴桃为试材,利用转录组测序（RNA-seq）和实时荧光定量（qRT-PCR）技术,研究了猕猴桃PG基因在不同成熟进程及外源乙烯诱导后果实中的表达变化。根据RNA-seq结果,可以将37个PG基因在采后不同时期的表达趋势分为4类,Achn325011、Achn240441、Achn071601和Achn100411,分别在采后2、4、6和8 d有表达高峰。鉴于果实硬度在常温贮藏6 d较4 d时急剧下降,因此利用qRT-PCR重点验证了其中的2类14个基因,发现4个基因在采后2 d和4 d明显上调,与果实硬度在6 d时的下降相关。进一步利用外源乙烯处理果实,发现其中1个基因Achn071601在处理与对照果实中的差异表达与同时期果实硬度的变化趋势一致,是猕猴桃关键的PG基因。     

丛枝菌根真菌和糖醇螯合钙对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性及其关键基因表达的影响

以盆栽"红颜"草莓为试材,研究了摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和糖醇螯合钙不同浓度(0.10%、0.15%、0.20%)处理对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性的变化,同时,初步探究了不同处理对草莓果实软化关键基因FaPG1、FaβGal4的表达水平的影响。结果表明,与对照相比,以糖醇螯合钙单独施用(0.15%和0.20%)、接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)配施糖醇螯合钙均能显著提高草莓果实硬度。同时,不同处理均抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性的上升,草莓果实软化关键基因FaPG1和FaβGal4在处理后均下调表达。以接种AMF联合施用0.20%糖醇螯合钙处理对果实硬度保持效果最好。     

不同软化速率山楂果实软化相关酶活性分析

以采收期果实硬度迅速下降的‘软肉3号’和仍保持较高硬度的‘秋金星’山楂果实为试材，通过对发育期果实软化相关酶的活性分析，研究了‘软肉3号’果实的软化特点，以期为山楂果实的软化机理研究提供参考依据。结果表明：‘软肉3号’果实在盛花后100 d迅速变软，而‘秋金星’果实的硬度在盛花后120 d缓慢下降，且显著高于‘软肉3号’;多聚半乳糖醛酸酶(PG)在‘软肉3号’中先呈现较低的活性，后伴随果实硬度的快速下降而大幅上升，而其在‘秋金星’中保持较高活性；果胶甲酯酶(PME)在‘软肉3号’中的活性较稳定且均高于‘秋金星’;纤维素酶(Cx)活性在2个品种中均先下降后上升，伴随果实的成熟活性显著升高；β-半乳糖苷酶(β-Gal)在‘软肉3号’的活性较低，在‘秋金星’果实的活性较高，且随果实的成熟急剧上升；脂氧合酶(LOX)均在盛花后60 d出现活性高峰，且伴随果实的成熟出现小幅度上升。综上所述，‘软肉3号’山楂果实质地的改变可能受PG、PME和Cx等多种酶的共同影响和调控。     

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.     

水杨酸对鸭梨果实PG、PME和呼吸速率的影响

在鸭梨果实生长发育前期,呈现一个水杨酸(SA)含量高峰,高峰过后,果实进入快速生长期。随着果实的成熟,SA含量下降。用SA喷施研究表明,不同处理时期、不同处理浓度对果实多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶甲脂酶(PME)活性影响不同,其中于果实成熟前一个月(8月中下旬)喷施0.02mmol/LSA作用最强,7月上中旬各浓度处理对其作用不明显;圆片培养研究进一步表明0.02mmol/LSA可明显抑制PG和PME活性。喷施0.002～0.2mmol/LSA均明显抑制果实呼吸速率。     

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。     

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.     

1-甲基环丙烯处理可延缓软枣猕猴桃果实软化

据《北方园艺》2014年第1期《1-甲基环丙烯处理对软枣猕猴桃果实软化的影响》（作者曾照旭等）报道,以软枣猕猴桃为试材,研究了果实采后不同浓度1-甲基环丙烯（1-MCP）处理对软枣猕猴桃果实软化中果实品质、乙烯释放量和呼吸强度、细胞壁成分含量和果胶分解酶活性的影响。     

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.     

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。     

不同采收期对软枣猕猴桃采后品质和细胞壁降解的影响

为了科学准确判断软枣猕猴桃果实采收期,以‘桓优1号’软枣猕猴桃品种为试材,在常规采收日(盛花后110 d)前0、5、10、15、20、25、30 d采收,测定了软枣猕猴桃果实成熟过程中单果重、果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量等指标,并探讨了细胞壁成分和相关降解酶活性的变化规律。结果表明:从常规采收日前20d开始单果重增重幅度较小,在常规采收日前15d总果胶、半纤维素含量大幅下降,水溶性果胶含量在常规采收日前10 d以后缓慢增加,而其他可溶性果胶成分则在常规采收日前5 d以后迅速增加,纤维素含量在常规采收日前20 d至15 d缓慢下降,在常规采收日前5 d迅速增加然后下降;多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性在常规采收日前15 d迅速增加然后保持平稳,β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性在常规采收日前10 d开始缓慢增加,纤维素酶活性则一直缓慢增加,在常规采收日前5 d以后迅速增加。由此建议,软枣猕猴桃果实如需长时间运输或贮藏,宜在常规采收日前20 d(盛花后90 d左右)采收;直接上市则宜在常规采收日前5 d采收。     

一氧化氮对番茄果实采后成熟和Le-ETR4基因表达的影响

以破色期的‘卡罗’番茄果实为试材,研究了NO供体硝普钠（SNP）50 μmol · L-1处理30 min对番茄果实采后成熟的作用,并采用Northern杂交技术检测NO对番茄乙烯受体基因Le-ETR4表达的影响。结果表明,50 μmol · L-1 SNP处理降低了番茄果实的乙烯释放速率,抑制了ACC氧化酶（ACC oxidase,ACO）、纤维素酶（Cellulase）和多聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase,PG）的活性,延缓了果实的色泽变化和软化,同时显著抑制了番茄乙烯受体基因Le-ETR4的表达。以上结果说明NO主要通过抑制番茄乙烯的生物合成和乙烯受体基因表达来控制成熟相关酶的活性,NO可以在生理水平和乙烯受体水平调控番茄果实的成熟。     

苹果果实β-Gal和LOX活性变化特性及其与果实软化的关系

 以‘富士’和‘金冠’苹果果实为试材, 研究了β-半乳糖苷酶(β-Gal) 和脂氧合酶(LOX) 在果实发育、成熟和软化过程中的变化规律及采后乙烯调控对其活性的影响。结果表明: 在果实发育后熟过程中, 金冠果实β-Gal活性显著高于富士, 在果实后熟软化期间这种差异尤为突出; 而富士和金冠果实LOX活性呈相似的变化规律, 虽然花后富士的活性高峰显著高于金冠, 但之后其活性下降迅速,并一直低于金冠。采后苹果果实β-Gal和LOX均受乙烯调控, 乙烯抑制剂1-MCP极显著地抑制β-Gal和LOX的活性, 而乙烯利对二者活性起促进作用, 但因品种耐藏性不同其促进效应不同。综合来看, 苹果果实β-Gal和LOX活性表现相似的变化规律, 并且β-Gal在果实贮藏初期受乙烯的调控作用较LOX显著, 因此认为在苹果果实软化早期β-Gal的作用可能大于LOX。