茉莉酸甲酯處理對(duì)軟棗獼猴桃生理生化變化的影響

胡文忠，姜愛麗，蔡 慧，馬 杰，劉程惠，田密霞

（1.大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連116600；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，吉林長春 130118；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070）

茉莉酸類物質(zhì)（Jasmonates，JAS）廣泛存在于自然界中，是植物天然合成的信號(hào)分子，在植物發(fā)育和果實(shí)成熟過程中發(fā)揮著重要的作用，作為植物中介導(dǎo)生物和非生物脅迫反應(yīng)的一類信號(hào)分子，此類物質(zhì)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)30余種。其中主要典型代表物質(zhì)是茉莉酸（Jasmonic acid，JA）和茉莉酸甲酯（Methyle Jasmonate，MeJA），JA/MeJA在植物防御反應(yīng)中的作用得到了人們的廣泛關(guān)注。大量的研究結(jié)果表明，茉莉酸類物質(zhì)處理能夠誘導(dǎo)增強(qiáng)多種果實(shí)的抗冷性，減輕果實(shí)采后冷害的發(fā)生，提高果實(shí)采后貯藏保鮮效果，例如，茉莉酸類物質(zhì)處理能夠誘導(dǎo)增強(qiáng)芒果[1]、木瓜[2]、桃[3]、番石榴[4]、枇杷[5]等多種果實(shí)的抗冷性，減輕果實(shí)采后冷害的發(fā)生，提高果實(shí)采后貯藏保鮮效果。目前，人們對(duì)MeJA提高植物抗逆性的機(jī)理了解尚不足，MeJA對(duì)軟棗獼猴桃的影響至今未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以軟棗獼猴桃為實(shí)驗(yàn)試材，研究了不同濃度的MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)生理生化變化的影響，以期為MeJA在軟棗獼猴桃中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料 為軟棗獼猴桃，品種“豐綠”，于2011年8月底采自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所軟棗獼猴桃園，選擇果面新鮮且無機(jī)械損傷，無病蟲害，成熟度、顏色、大小基本一致的果實(shí)做實(shí)驗(yàn)試材，采后在3℃條件下預(yù)冷24h。

PL203型精密電子天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司；Lamda-25型紫外可見分光光度計(jì) 美國PE；GC-2010型氣相色譜儀 日本島津公司；SIMF140型制冰機(jī) 日本三洋；BR4i型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)、T-25型勻漿器 德國IKA；FHM-1型果實(shí)硬度計(jì)、PAL-1型便攜式速顯糖度計(jì) 日本京都電子公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)處理與方法

貯藏前分別用濃度為0.15mmol/L和0.3mmol/L的MeJA溶液浸泡果實(shí)，以清水浸果為對(duì)照。浸泡15min后隨機(jī)放入保鮮盒后用保鮮膜封裝，每盒約250g。放置于（1±1）℃冷庫中進(jìn)行貯藏。每隔7d測定一次各項(xiàng)生理指標(biāo)，其中第0d在預(yù)冷24h后取樣測定，各項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.3 測定方法

1.3.1 果實(shí)硬度的測定 采用FHM-1型果實(shí)硬度計(jì)測定果實(shí)的硬度。

1.3.2 可溶性固形物含量測定 用便攜式速顯糖度計(jì)測定。

1.3.3 VC含量測定 2，6-二氯靛酚法[6]。

1.3.4 呼吸強(qiáng)度的測定 將樣品放入已知體積的塑料密閉容器中，在室溫下（20℃）放置1h，用1mL注射器從中取出1mL氣體進(jìn)行測定，呼吸強(qiáng)度用mL CO2/kg·h表示。測定呼吸強(qiáng)度的色譜條件：1.8m×0.25mm填充柱，熱傳導(dǎo)檢測器（TCD），載氣為氦氣，流速3mL/min，進(jìn)樣口和檢測器溫度均為120℃，柱溫保持在35℃。

1.3.5 PPO、POD活性測定 提取液的制備取5g去皮果肉，加0.1g PVPP于40mL 0.2mol/L磷酸緩沖液（pH=6.4）中，冰浴研磨，4℃冰凍離心機(jī)10000×g離心30min，取上清液為酶的粗提液，用于測定POD和PPO活性。

PPO活性測定參照Galeazzi等[7]的方法，并加以改進(jìn)：將0.1mL粗酶提取液加入到3mL 0.5mol/L的鄰苯二酚溶液（用0.2mol/L pH=6.4的磷酸緩沖液配成）中。加酶液后5s開始掃描30s內(nèi)398nm處吸光值變化，反應(yīng)溫度為25℃，酶活力單位U以△OD398nm·min-1·g-1FW表示，重復(fù)3次。

POD活性測定按照J(rèn)iang等[8]的方法，稍作修改：將0.5mL粗酶提取液加入2mL 0.1%mol/L愈創(chuàng)木酚（用0.2mol/L pH=6.4的磷酸緩沖液配成）中，在30℃恒溫水浴鍋中平衡5min，然后加1mL 0.08%H2O2（用0.2mol/L pH=6.4的磷酸緩沖液配成）混勻，1min后掃描1min內(nèi)460nm處吸光值變化，酶活力單位U以△OD460nm·min-1·g-1FW表示，重復(fù)3次。

1.3.6 CAT活性測定 參照Acbi法[9]并修改。取10g果肉，加入1mL預(yù)冷的pH7.5 0.05mol/L的磷酸緩沖液（內(nèi)含50mmol/L二硫蘇糖醇和1%PVPP）在冰浴中研成勻漿，10000×g 4℃下離心20min，收集上清液立即用于CAT酶活測定。CAT反應(yīng)體系包括粗酶液100μL和3mL 20mmol/L H2O2，以蒸餾水作參比。在240nm處測定2min時(shí)的樣品吸光度值。樣品重復(fù)3次，CAT酶活性以△OD240nm·min-1·g-1FW表示。

1.3.7 LOX活性測定 參照Cherif[10]的方法，2.7mL 0.2mol/L的磷酸緩沖液中加入0.2mL 0.5%的亞油酸鈉溶液（含0.25%的吐溫20），然后加入0.1ml酶液（酶液與PPO酶液相同），5s后掃描混合物在234nm下吸光度的變化，酶活性以△OD234nm·min-1·g-1FW表示，重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并作圖，用DPS軟件進(jìn)行方差分析和F檢驗(yàn)，多重比較采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行測驗(yàn)。顯著水平取p＜0.05（差異顯著）或p＜0.01（差異極顯著）。

2 結(jié)果與分析

2.1 硬度的變化

圖1 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果肉硬度活性的影響Fig.1 Effect of methyl jasmonate treatments on firmness of Actinidia arguta

硬度能夠直接反映出果實(shí)軟化的程度，與果實(shí)可貯性有著密切的聯(lián)系。如圖1所示，果實(shí)硬度呈下降趨勢，在貯藏期內(nèi)，MeJA處理的果實(shí)硬度始終高于對(duì)照，差異達(dá)到顯著水平（p＜0.05），盡管14d前0.3mmol/L MeJA處理的果實(shí)硬度高于0.15mmol/L MeJA處理，但總體上來看，還是0.15mmol/L MeJA處理效果最好，對(duì)保持軟棗獼猴桃果實(shí)硬度最有效，可以有效的抑制果實(shí)軟化進(jìn)程。

2.2 可溶性固形物的變化

可溶性固形物含量（SSC）高的果實(shí)雖然具有較高可食度但其耐貯性較差?？扇苄怨绦挝锖康偷墓麑?shí)尚不具有可食性，但其具有較高的硬度，比較耐貯藏。本實(shí)驗(yàn)中，不同濃度MeJA處理及對(duì)照果實(shí)的可溶性固形物含量隨著貯藏期的延長，均呈明顯上升趨勢（見圖2）。其中以0.15mmol/L MeJA處理果實(shí)的可溶性固形物上升趨勢最為緩和，且其含量在貯藏過程中一直低于其他處理，與對(duì)照相比，除28d差異不顯著外，可溶性固形物含量均顯著低于對(duì)照（p＜0.05）。這表明MeJA處理抑制了軟棗獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量的升高，0.15mmol/L MeJA處理效果最好。

圖2 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of methyl jasmonate treatments on soluble solids content of Actinidia arguta

2.3 VC含量的變化

經(jīng)過MeJA處理的軟棗獼猴桃果實(shí)貯藏中維生素C含量呈反復(fù)上升和下降的趨勢，由圖3可知，不同處理果的維生素C含量在最初7d內(nèi)上升，隨后下降，其中對(duì)照果維生素C含量下降速率最快，在貯藏末期，維生素C含量顯著低于同期的0.15mmol/L和0.3mmol/L MeJA處理（p＜0.05），兩種濃度的MeJA處理間差異不顯著。由此可見，剛剛采收后的軟棗獼猴桃，體內(nèi)繼續(xù)合成一些營養(yǎng)物質(zhì)，為將來的生理代謝活動(dòng)做儲(chǔ)備。隨著貯藏時(shí)間的延長，果實(shí)的生理代謝活動(dòng)逐漸增強(qiáng)，加快衰老進(jìn)程，其中維生素C作為抗氧化劑不斷被分解氧化。而在貯藏過程中0.15mmol/L和0.3mmol/L MeJA處理的果實(shí)中維生素C的含量始終高于對(duì)照處理，說明MeJA處理可以抑制果實(shí)中維生素C含量的流失，使果實(shí)中的維生素C含量始終維持在一個(gè)較高的水平。所以MeJA處理有利于保持軟棗獼猴桃果實(shí)中的維生素C含量。

圖3 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)VC含量的影響Fig.3 Effect of methyl jasmonate treatments on Ascorbic acid of Actinidia arguta

2.4 呼吸強(qiáng)度的變化

圖4 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響Fig.4 Effect of methyl jasmonate treatments on respiratory density of Actinidia arguta

如圖4所示，軟棗獼猴桃的呼吸強(qiáng)度呈峰值變化，其在28d呼吸強(qiáng)度達(dá)到最大值。在28d時(shí)對(duì)照處理的呼吸強(qiáng)度最高，0.3mmol/L MeJA處理的次之，0.15mmol/L MeJA處理的呼吸強(qiáng)度最低。在整個(gè)貯藏過程中，除42d未達(dá)到顯著水平外，0.15mmol/L MeJA處理的呼吸強(qiáng)度始終顯著低于對(duì)照組（p＜0.05）。在貯藏過程中軟棗獼猴桃果實(shí)呼吸強(qiáng)度的增加會(huì)加速其營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，使其品質(zhì)下降，加速其組織的衰老進(jìn)程。在本實(shí)驗(yàn)中，MeJA處理能有效的抑制軟棗獼猴桃的呼吸強(qiáng)度，其中0.15mmol/L MeJA處理效果最為明顯。

2.5 PPO活性的變化

多酚氧化酶（PPO）是植物中廣泛存在的催化酚類物質(zhì)氧化的酶類[11]，在有氧情況下作用于酚類物質(zhì)，使酚類物質(zhì)形成醌，再進(jìn)行一系列脫水—聚合反應(yīng)，最后形成黑褐色物質(zhì)產(chǎn)生酶促褐變[12]。通常認(rèn)為多酚氧化酶是能夠引起果蔬產(chǎn)品采后褐變最主要的酶，PPO活性的增加是果實(shí)內(nèi)部組織開始衰老后的普遍反應(yīng)，是水果和蔬菜組織褐變的主要原因，使果蔬顏色發(fā)生變化，影響其品質(zhì)[13]。貯藏前期各處理的PPO活性均上升，在7d達(dá)到峰值后迅速下降（圖5）。21d后繼續(xù)上升，在28d 0.15mmol/L處理組和對(duì)照組再次達(dá)到峰值，而0.3mmol/L處理組則在35d達(dá)到峰值。在整個(gè)貯藏過程中，經(jīng)MeJA處理的軟棗獼猴桃PPO活性總體上略低于對(duì)照處理，差異不大，說明MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)中PPO活性的影響不大。

圖5 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)PPO活性的影響Fig.5 Effect of methyl jasmonate treatments on PPO activity of Actinidia arguta

2.6 POD活性的變化

圖6 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)POD活性的影響Fig.6 Effect of methyl jasmonate treatments on POD activity of Actinidia arguta

過氧化物酶（POD）是植物在逆境條件下酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，它也是細(xì)胞內(nèi)清除活性氧的保護(hù)酶，其可避免活性氧在植物體內(nèi)的產(chǎn)生和積累，是體內(nèi)自由基維持在一個(gè)正常的動(dòng)態(tài)水平。在貯藏過程中，POD活性呈先上升后下降再回升趨勢（見圖6）。果實(shí)在衰老過程中，H2O2作為POD的主要底物，低濃度H2O2可提高POD的活性，高濃度則抑制POD活性[14]。POD活性的下降可能是由于隨著貯藏時(shí)間的延長，H2O2濃度積累從而抑制了其活性。從圖6中可以看出，兩種濃度的MeJA處理均在第0～21d出現(xiàn)上升趨勢且在第21d達(dá)到最大值，之后下降，經(jīng)0.3mmol/L MeJA處理的果實(shí)的POD活性低于0.15mmol/L，對(duì)照組POD最大值出現(xiàn)在28d，說明MeJA處理提前了POD活性高峰值的出現(xiàn)。在整個(gè)貯藏過程中，0.15mol/L MeJA處理的POD活性過程中均顯著高于對(duì)照（p＜0.05），其有效地增加了果實(shí)組織中POD的活性。

2.7 CAT活性的變化

圖7 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)CAT活性的影響Fig.7 Effect of methyl jasmonate treatments on CAT activity of Actinidia arguta

過氧化氫酶（CAT）屬于血紅蛋白酶，含有鐵，它能催化植物體內(nèi)積累的過氧化氫（H2O2）分解為水和分子氧，從而減少H2O2對(duì)果蔬組織可能造成的氧化傷害。在CAT催化H2O2分解為水和分子氧的過程中，該酶起電子傳遞作用，而H2O2既是氧化劑又是還原劑[15]。CAT活性與植物的抗逆性和耐貯性有著密切的關(guān)系。各處理下軟棗獼猴桃果實(shí)CAT活性變化如圖7所示，兩種濃度的MeJA處理的CAT活性除28、35d外，均高于對(duì)照。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MeJA對(duì)CAT可維持較高的活性。

2.8 LOX活性的變化

圖8 MeJA處理對(duì)軟棗獼猴桃果實(shí)LOX活性的影響Fig.8 Effect of methyl jasmonate treatments on LOX activity of Actinidia arguta

由圖8可以看出，軟棗獼猴桃果實(shí)在貯藏期間各處理的LOX活性呈峰值變化，高峰出現(xiàn)在貯后28d，MeJA處理及對(duì)照在快速衰老前均出現(xiàn)了活性高峰，說明此酶與果實(shí)軟化衰老的啟動(dòng)有關(guān)。14～28d，LOX活性增加的原因可能是果實(shí)對(duì)衰老反應(yīng)的影響，總體來看，經(jīng)MeJA處理的LOX活性低于對(duì)照，MeJA處理可以抑制LOX活性，減緩軟棗獼猴桃衰老進(jìn)程。

3 討論與結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，不同濃度茉莉酸甲酯處理，能夠有效的降低軟棗獼猴桃的呼吸強(qiáng)度，抑制硬度的下降和可溶性固形物的增加。馮磊等[16]對(duì)采用茉莉酸甲酯處理對(duì)冷藏水蜜桃品質(zhì)的研究結(jié)果表明采用1μmol/L MeJA處理可以顯著的抑制維生素C含量的下降，從而保持了果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)與之得出的結(jié)論一致，采用茉莉酸甲酯處理可以有效地減緩維生素C的流失。

低溫貯藏能夠延緩園藝產(chǎn)品采后后熟、抑制病原菌生長和保持品質(zhì)，但低溫貯藏時(shí)很容易產(chǎn)生冷害，喪失商業(yè)價(jià)值。大量的研究結(jié)果表明，茉莉酸類物質(zhì)處理能夠誘導(dǎo)增強(qiáng)芒果、木瓜、桃、番石榴、枇杷等多種果實(shí)的抗冷性，減輕果實(shí)采后冷害的發(fā)生，提高果實(shí)采后貯藏保鮮效果。膜系統(tǒng)的破壞使原本存在的多酚氧化酶（PPO）和酶類底物相結(jié)合，促進(jìn)組織內(nèi)部的酶促褐變[17]，而MeJA處理對(duì)膜系統(tǒng)起到保護(hù)作用，可能在一定程度上抑制了果肉的褐變癥狀。在本實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)0.15mmol/L MeJA處理的軟棗獼猴桃果實(shí)PPO活性也得到了很好的抑制。此外研究還發(fā)現(xiàn)茉莉酸類物質(zhì)能夠提高抗性相關(guān)酶系的活性，從而提高果實(shí)的抗性。植物中含有抗氧化酶等抗氧化系統(tǒng)[18]中以CAT、POD為主要的抗氧化酶。韓晉和田世平[19]研究發(fā)現(xiàn)MeJA處理可以提高黃瓜組織中的CAT活性，有效的增強(qiáng)軟棗獼猴桃果實(shí)組織的抗性。本實(shí)驗(yàn)研究與韓晉和田世平的研究一致，CAT活性得到有效的提高。在本實(shí)驗(yàn)中，MeJA處理還可以誘導(dǎo)POD活性的增加，這一結(jié)論與Yao H J等[20]對(duì)采后甜櫻桃施加MeJA處理可以顯著提高果實(shí)中防御反應(yīng)酶（POD）活性的結(jié)論相一致。

綜上所述，采后采用濃度為0.15mmol/L的MeJA溶液浸果15min結(jié)合低溫貯藏（1±1）℃貯藏軟棗獼猴桃，在保持果實(shí)的良好品質(zhì)，延緩果實(shí)的衰老上有較好的效果。

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