采后茉莉酸甲酯處理對富士蘋果青霉病和貯藏品質(zhì)的影響

李燦嬰，葛永紅,*，朱丹實(shí)，張惠君

（1.渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.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）

采后茉莉酸甲酯處理對富士蘋果青霉病和貯藏品質(zhì)的影響

李燦嬰1，葛永紅1,*，朱丹實(shí)1，張惠君2

（1.渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.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）

以富士蘋果為材料，研究采后茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）處理對果實(shí)損傷接種擴(kuò)展青霉的抑制效果及對過氧化氫（H2O2）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性及果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，100 μmol/L MeJA處理10 min對蘋果果實(shí)青霉病的抑制效果最好，MeJA處理提高了果實(shí)SOD活性，促進(jìn)了果實(shí)體內(nèi)H2O2的積累，抑制了CAT的活性。此外，外源MeJA處理明顯提高了果實(shí)抗壞血酸含量，降低了貯藏期間果實(shí)的質(zhì)量損失率，對果肉硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量無顯著影響。由此推測，采后經(jīng)MeJA處理的蘋果果實(shí)抗病性提高和果實(shí)品質(zhì)保持與抗氧化能力的提高有關(guān)。

富士蘋果；茉莉酸甲酯；青霉??；活性氧；品質(zhì)

茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）是高等植物體內(nèi)天然存在的生長調(diào)節(jié)因子，在調(diào)控植物生長、發(fā)育和抗逆反應(yīng)等方面具有重要作用[1]。研究發(fā)現(xiàn)，外源MeJA處理能夠誘導(dǎo)番茄[2-3]、葡萄[4]、龍眼[5]、木瓜[6]、葡萄柚[7]、櫻桃[8]、桃[9]、枇杷[10]、芒果[11]等果蔬的抗病性。進(jìn)一步的研究表明，外源MeJA處理能夠誘導(dǎo)果實(shí)中PR基因的表達(dá)、提高防御酶的活性、活化次生代謝途徑等[2,11-13]。

蘋果（Malus domestica）是我國北方地區(qū)廣泛種植的水果，在采后具有良好的貯藏性，但是在貯藏中后期腐爛較為嚴(yán)重，其中尤以擴(kuò)展青霉引起的青霉病最為常見。研究[14-18]報(bào)道，采后鉬酸銨、焦亞硫酸鈉、熱處理、外源NO、β-氨基丁酸、生防菌等處理能夠有效控制蘋果果實(shí)青霉病。但是，有關(guān)MeJA處理對蘋果采后青霉病控制的研究還鮮見報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以富士蘋果為試材，采后用不同濃度MeJA浸泡處理，研究其對蘋果青霉病的控制效果及部分機(jī)理，并探討MeJA處理對果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響，為MeJA在采后病害控制中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

富士蘋果采自甘肅省景泰縣條山農(nóng)場，單果套發(fā)泡網(wǎng)袋后入標(biāo)準(zhǔn)包裝箱（45 個(gè)/箱），當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室室溫（（20±2） ℃、相對濕度55%～60%）貯藏待用；青霉病菌（Penicillium expansum）分離自貯藏中自然腐爛蘋果果實(shí)，馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基上保存待用。

MeJA（純度95%） 成都格雷西亞化工科技有限公司。

H-1850R型離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司；UV-2450型分光光度計(jì) 日本島津公司；WYA型阿貝折光儀 上海精科儀器有限公司；LX-D型硬度計(jì)上海倫捷有限公司。

1.2 方法

1.2.1 孢子懸浮液的配制

參照鄧惠文等[19]方法。孢子懸浮液的濃度最后稀釋至1×105個(gè)孢子/mL。

1.2.2 MeJA濃度篩選

選擇大小一致、無機(jī)械損傷和病蟲害的蘋果果實(shí)，用自來水清洗后分別浸入到50、100、200 μmol/L的MeJA溶液（內(nèi)含0.05%的Tween 80）中10 min，取出晾干后，常溫貯藏待用。以清水處理為對照。每個(gè)濃度處理用果實(shí)15 個(gè)，重復(fù)3 次。

1.2.3 浸泡時(shí)間篩選

蘋果果實(shí)用100 μmol/L MeJA分別浸泡處理1、5、10、15 min，晾干后用紙箱包裝室溫貯藏待用。每個(gè)處理時(shí)間用果實(shí)15 個(gè)，重復(fù)3 次。

1.2.4 損傷接種

參照Ren Yalin等[20]方法并修改，處理果實(shí)貯藏24 h后，用75%酒精表面消毒，用滅菌鐵釘（直徑3 mm）在果實(shí)赤道部位等距離刺孔4 個(gè)（深3 mm）。晾干后每孔接入20 μL P. expansum（1×105個(gè)孢子/mL）孢子懸浮液。稍作晾干后入包裝箱，用聚乙烯塑料薄膜保濕，室溫貯藏7 d后測定病斑直徑。

1.2.5 取樣

分別于清水、100 μmol/L MeJA處理后2、4、6、8、10 d取皮下2～5 mm處果肉組織3 g，錫箔紙包好，液氮冷凍后在—80 ℃保存待用。

1.2.6 活性氧代謝指標(biāo)測定

1.2.6.1 過氧化氫（H2O2）含量和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性測定

參照Ren Yalin等[20]方法。H2O2含量以μmol H2O2/g表示。以每分鐘吸光度變化0.01為1 個(gè)CAT活力單位（U），以U/g表示。

1.2.6.2 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性測定

參照Li Wenhao等[21]方法。SOD活性以每毫克蛋白抑制氮藍(lán)四唑光化還原的50%為1 個(gè)酶活性單位（U/g）。

1.2.7 果實(shí)質(zhì)量損失率的測定

將每個(gè)蘋果標(biāo)號后分別在處理后第2、4、6、8、10天稱其質(zhì)量，并按式（1）計(jì)算質(zhì)量損失率。清水、100 μmol/L MeJA處理每次用果實(shí)10 個(gè)。

1.2.8 果實(shí)硬度和總可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量測定

參照任亞琳等[22]方法并修改。分別在果實(shí)貯藏2、4、6、8、10 d測定。TSS含量測定用阿貝折光儀，將蘋果去皮，在其赤道部位均勻取4 個(gè)部位果實(shí)汁液測定。硬度測定用硬度計(jì)，圍繞果實(shí)赤道部位削去果皮后均勻取4 點(diǎn)測定。每次測定用果實(shí)12 個(gè)，重復(fù)3 次。

1.2.9 果實(shí)可滴定酸（titratable acid，TA）和抗壞血酸（ascorbic acid，AsA）含量測定

TA含量測定參照Meng Xianghong等[23]方法并修改。處理后第2、4、6、8、10天稱取混合均勻磨碎的樣品10.0 g，用去除CO2的蒸餾水定容到100 mL容量瓶中。用移液管吸取濾液10 mL，注入錐形瓶，加入2～3 滴1%酚酞指示劑，用標(biāo)定后的0.01 mol/L NaOH溶液滴定。果實(shí)TA含量以蘋果酸（換算系數(shù)為0.067）進(jìn)行計(jì)算，見式（2）。每處理用果實(shí)10 個(gè)，重復(fù)3 次。

式中：c為NaOH溶液的當(dāng)量濃度/（mol/L）；V為滴定消耗NaOH溶液體積/mL；m為樣品的質(zhì)量/g；K為換算為適當(dāng)酸的系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)中換算成蘋果酸，為0.067。

AsA含量測定參照任亞琳等[22]方法。AsA含量以μg /g表示。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003進(jìn)行處理以及SPSS 16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差或進(jìn)行Duncan’s多重差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 MeJA處理對果實(shí)病斑直徑的影響

采后50、100、200 μmol/L MeJA處理均能降低損傷接種P. expansum的蘋果果實(shí)病斑直徑，其中100、200 μmol/L MeJA處理與對照存在顯著性差異（P＜0.05），病斑直徑分別比對照降低了5.14%和5.90%，但二者之間沒有顯著性差異（圖1）。

圖 1 不同濃度MeJA處理對損傷接種蘋果果實(shí)P. expannssuumm病斑直徑的影響Fig.1 Effects of MeJA treatment at different concentrations on lesion diameter of apple fruit inoculated with P. expansum

圖 2 不同浸泡時(shí)間處理對損傷接種蘋果果實(shí)P. expansum菌斑直徑的影響Fig.2 Effects of dipping time on lesion diameter of apple fruit inoculated with P. expansum

100 μmol/L MeJA分別浸泡處理果實(shí)1、5、10、15 min后損傷接種P. expansum，果實(shí)病斑直徑隨著處理時(shí)間的延長而降低，其中以處理10 min和15 min效果較好，病斑直徑分別比1 min降低了5.56%和5.31%，但二者之間沒有顯著性差異（圖2）。

2.2 MeJA處理對H2O2含量的影響

圖 3 采后MeJA處理對蘋果果實(shí)H2O2含量的影響Fig.3 Effects of MeJA treatment on the content of H2O2in apple fruit

貯藏期間，果實(shí)中H2O2含量總體呈先升高后下降的趨勢，但對照果實(shí)中H2O2的含量變化不大，100 μmol/L MeJA處理提高了H2O2的含量，第4天出現(xiàn)高峰，是對照的1.09 倍（圖3）。

2.3 MeJA處理對SOD和CAT活性的影響

CAT可以將H2O2分解為O2和H2O，從而減輕對細(xì)胞的傷害。CAT活性貯藏過程中總體呈先升高后下降再升高的趨勢，但MeJA處理抑制了果實(shí)CAT活性（圖4B）。

圖 4 采后MeJA處理對蘋果果實(shí)SOD（A）和CAT（B）活性的影響Fig.4 Effects of MeJA treatment on the activities of SOD (A) and CAT (B) in apple fruit

2.4 MeJA處理對果實(shí)質(zhì)量損失率的影響

果實(shí)采后質(zhì)量的減輕源自于水分蒸騰、呼吸消耗及其他代謝過程消耗營養(yǎng)物質(zhì)。采后MeJA處理降低了蘋果果實(shí)質(zhì)量損失率，且整個(gè)貯藏期間處理果實(shí)質(zhì)量損失率始終低于對照，但二者沒有顯著性差異（圖5）。

圖 5 采后MeJA處理對蘋果果實(shí)質(zhì)量損失率的影響Fig.5 Effects of MeJA treatment on weight loss in apple fruit

2.5 MeJA處理對果實(shí)硬度和TSS含量的影響

圖 6 采后MeJA處理對蘋果果實(shí)硬度（A）和TSS含量（B）的影響Fig.6 Effects of MeJA treatment on fl esh hardness (A) and total soluble solids (B) in apple fruit

在整個(gè)貯藏期間，蘋果果肉硬度逐漸下降，MeJA處理果實(shí)的果肉硬度始終低于對照，但是二者沒有顯著性差異（圖6A）。TSS含量在貯藏期內(nèi)也呈逐漸下降趨勢，但是MeJA處理果實(shí)的TSS含量在貯藏前期低于對照果實(shí)，貯藏8 d后高于對照果實(shí)，但二者之間沒有顯著性差異（圖6B）。

2.6 MeJA處理對果實(shí)TA和AsA含量的影響

圖 7 采后MeJA處理對蘋果果實(shí)TA含量（A）和AsA含量（B）的影響Fig.7 Effects of MeJA treatment on the contents of titratable acid (A) and ascorbic acid (B) in apple fruit

TA含量在整個(gè)貯藏期間逐漸下降，MeJA處理在貯藏后期延緩了果實(shí)TA含量的下降，但是和對照之間沒有顯著性差異（圖7A）。在整個(gè)貯藏期間，對照果實(shí)AsA含量整體呈下降趨勢，MeJA處理果實(shí)AsA含量先升高后下降，并且總體高于對照果實(shí)，如在貯藏第4天和第6天高出對照38.7%和25.1%（圖7B）。

3 討論與結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同濃度MeJA處理可以抑制蘋果青霉病的病斑擴(kuò)展，并且隨著濃度的增加控制效果增強(qiáng)，其中以100 μmol/L處理10 min效果最佳。這與麻寶成等[24]在香蕉上的研究結(jié)果類似。采后MeJA處理也能夠控制草莓、葡萄和枇杷果實(shí)的腐爛，但有效濃度不近相同，分別為1 μmol/L和10 μmol/L[10,25-26]。此外，采前50 μmol/L MeJA處理顯著降低了貯藏期間芒果的腐爛率[11]，200 μmol/L MeJA處理能夠降低甜櫻桃貯藏期間褐腐病的發(fā)生[8]。由此表明，MeJA的有效處理濃度與果實(shí)種類、病原物的種類及處理時(shí)間等有關(guān)。

活性氧的積累是寄主受到病原物侵染或非生物脅迫后的早期反應(yīng)之一?；钚匝醯姆e累可以直接作用于病原物，也可以作為信號分子啟動(dòng)其他防衛(wèi)反應(yīng)[5]。研究表明，MeJA處理誘導(dǎo)的芒果[11]、枇杷[5]、葡萄[26]等果實(shí)抗病性與果實(shí)中H2O2的積累有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)采后MeJA處理提高了蘋果果實(shí)中H2O2的含量，其含量的提高與SOD活性的升高及CAT活性的抑制有關(guān)。由此表明，H2O2的產(chǎn)生可能是啟動(dòng)MeJA誘導(dǎo)蘋果果實(shí)抗病性的主要因素之一。盡管H2O2的積累提高了果實(shí)的抗病性，但過量的H2O2又通過膜脂過氧化傷害寄主細(xì)胞，因此果實(shí)體內(nèi)還存在H2O2的清除系統(tǒng)如AsA-谷胱甘肽循環(huán)（AsAGSH）、過氧化物酶等[20]，相關(guān)內(nèi)容有待進(jìn)一步研究。

果實(shí)采后的生理衰老及品質(zhì)劣變是限制貯藏過程中果實(shí)保持香氣物質(zhì)、硬度、糖、酸、AsA、水分等的重要因素。水分的損失會(huì)導(dǎo)致感官品質(zhì)劣變、營養(yǎng)及風(fēng)味下降，甚至失去商品價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn)，采后MeJA處理抑制了果實(shí)質(zhì)量損失率的升高，從而有利于保持果實(shí)的品質(zhì)。這與水蜜桃果實(shí)上的研究[27]結(jié)果類似。本實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，MeJA處理對果實(shí)的硬度、TSS和TA含量影響不明顯，但可以明顯提高果實(shí)AsA含量。在獼猴桃上的研究發(fā)現(xiàn)MeJA處理能夠有效地抑制果肉硬度的下降[28]。有研究發(fā)現(xiàn)MeJA處理可促進(jìn)草莓果實(shí)貯藏前期TSS含量的增加[25]，能保持水蜜桃果實(shí)較高的TSS含量[27]。芒果果實(shí)中的研究發(fā)現(xiàn)MeJA處理提高了果肉中AsA含量，但延緩了可溶性糖和TA含量的下降[11]。經(jīng)MeJA處理的黃冠梨果實(shí)在貯藏過程中能保持較高的AsA含量[29]。水蜜桃果實(shí)中的研究也得到了類似的結(jié)果[27]。AsA含量的提高有助于提高果實(shí)的抗氧化能力，維持果實(shí)中AsA-GSH循環(huán)，提高清除活性氧的能力，從而延緩果實(shí)衰老。由此表明，不同果實(shí)由于質(zhì)地、采后呼吸、乙烯及其他代謝不同，MeJA處理對果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響也不盡相同。

采后MeJA處理能夠誘導(dǎo)富士蘋果果實(shí)對青霉病的抗性，以其中100 μmol/L處理10 min效果最佳，這種抗病性的提高與果實(shí)抗氧化能力的提高有關(guān)。同時(shí)，MeJA處理延緩了果實(shí)質(zhì)量損失率的增加，提高了果實(shí)AsA含量，而對硬度、TSS和TA含量的影響不明顯。由此表明，采后MeJA處理能夠提高蘋果果實(shí)的抗病性，從而延長貯藏期，并且保持了果實(shí)原有品質(zhì)。

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Effects of Methyl Jasmonate Treatment after Harvest on Blue Mould and Storage Quality of ‘Fuji’ Apple Fruit

LI Canying1, GE Yonghong1,*, ZHU Danshi1, ZHANG Huijun2
(1. College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2. College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Apple (Malus domestic cv. Fuji) fruit were used to study the inhibitory effects of postharvest treatment with methyl jasmonate (MeJA) on Penicillium expansum inoculated in wounded apples as well as the influence on hydrogen peroxide (H2O2) content, superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities, and storage quality. The results indicated that dipping in 100 μmol/L MeJA for 10 min was the most effective against blue mould of apple fruit. In addition, postharvest MeJA treatment increased the SOD activity, promoted the accumulation of H2O2, inhibited CAT activity and enhanced the content of ascorbic acid and decreased weight loss, while not significantly affecting flesh hardness or the contents of total soluble solids and titratable acid in apple fruit. These results suggest that MeJA induces disease resistance and maintains fruit quality, and this effect may be associated with increased antioxidant ability.

Fuji apple; methyl jasmonate (MeJA); blue mould; reactive oxygen species; quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）02-0255-05

10.7506/spkx1002-6630-201502049

2014-06-16

渤海大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目（bsqd201405）；遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（LNSAKF2013021）

李燦嬰（1981—），女，碩士，研究方向?yàn)楣哔A藏與保鮮。E-mail：cora_51@163.com

*通信作者：葛永紅（1979—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)楣哔A藏與保鮮。E-mail：geyh1979@163.com