氯化鈣與1-甲基環(huán)丙烯對(duì)伽師瓜果實(shí)軟化與果膠酶活性及其基因表達(dá)影響

張強(qiáng)，代文婷，金新文*

1(新疆大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊，830046)2(新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，新疆 石河子，832000)

伽師瓜是厚皮甜瓜(Cucumismelo)的代表性品種，主要產(chǎn)于中國西部地區(qū)，其形體勻稱飽滿、肉厚質(zhì)細(xì)、香甜清脆、含糖量高、風(fēng)味獨(dú)特，居新疆甜瓜之首。但伽師瓜采后易發(fā)生后熟與軟化，貯藏時(shí)間短，因此，延緩果實(shí)的后熟與軟化，對(duì)伽師瓜長(zhǎng)期貯藏、遠(yuǎn)運(yùn)銷售、保持良好的食用口感與商品性均有積極的作用。

伽師瓜屬于呼吸躍變型果實(shí)，其特點(diǎn)為果實(shí)從生長(zhǎng)停止到開始進(jìn)入衰老期間，呼吸速率與乙烯釋放量出現(xiàn)躍變現(xiàn)象，果實(shí)迅速后熟并軟化[1]。軟化過程中，原果膠水解為可溶性果膠，使果膠與纖維素和半纖維素的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生解聚而變松散，表現(xiàn)為果實(shí)變軟和水化[2-3]。推遲或抑制呼吸躍變，減少乙烯釋放量，是延緩果實(shí)衰老軟化的有效措施。

1-氨基環(huán)丙烷基羧酸(ACC)氧化酶(ACO)催化ACC轉(zhuǎn)化生成乙烯，是果實(shí)內(nèi)源乙烯產(chǎn)生的主要途徑，鈣能夠抑制ACC合成酶(ACS)活性，使含量處于低水平，同時(shí)能抑制ACC氧化酶(ACO)的活性，從而抑制內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生，用鈣處理網(wǎng)紋甜瓜，能夠降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量[4]。同時(shí)，鈣是細(xì)壁結(jié)構(gòu)的必要物質(zhì)，CHARDONNET[5]通過鈣滲透“金冠”蘋果皮質(zhì)組織，能有效抑制細(xì)胞壁組分變化，維持果實(shí)的硬度。鄧佳等[6]用鈣處理葡萄柚果實(shí)，細(xì)胞壁降解酶活性變化及其相關(guān)基因表達(dá)量均有所降低，并能有效維持果實(shí)的硬度。乙烯對(duì)果實(shí)具有催熟作用，果實(shí)后熟過程又產(chǎn)生大量乙烯[7]，1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)是一種乙烯作用的抑制劑，能競(jìng)爭(zhēng)性與乙烯受體結(jié)合，阻斷乙烯信號(hào)傳導(dǎo)，抑制乙烯的后熟作用[8]。郭子娟用1-MCP處理亞特獼猴桃，呼吸速率與乙烯釋放量均顯著降低[9]。馬文平用1-MCP處理玉金香甜瓜，有效抑制了裂解細(xì)胞壁主要酶的活性，延緩了果實(shí)的軟化[10]。目前，將鈣與1-MCP聯(lián)合使用對(duì)伽師瓜采后貯藏期間果實(shí)生理代謝方面的研究鮮有報(bào)道。因此，本文以甜瓜厚皮品種伽師瓜為材料，研究CaCl2與1-MCP對(duì)伽師瓜在貯藏過程中呼吸作用、乙烯釋放量、果實(shí)硬度與質(zhì)構(gòu)特性、果膠水解酶(多聚半乳糖醛酸酶PG、果膠甲酯酶PME和果膠裂解酶PL)活性及酶基因表達(dá)量的影響，為延緩伽師瓜采后果實(shí)軟化、提高其商品性提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

CaCl2(分析純)，購于天津市鼎盛鑫化工有限公司；1-甲基環(huán)丙烯，購于青島綠諾生物科技有限公司；厚皮甜瓜伽師品種，由新疆大學(xué)生物工程研究中心提供。RNAprep Pure多糖多酚植物總RNA提取試劑盒(DP441)，Quant One Step RT-PCR kit(KR113)反轉(zhuǎn)錄酶，lnRcute lncRNA cDNA第一鏈合成試劑盒(去基因組) (KR202)，Talent熒光定量檢測(cè)試劑盒(SYBR Green)FP209，天根生化科技(北京)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

3051H型呼吸強(qiáng)度測(cè)定儀，杭州綠博儀器有限公司；AGY-1型果實(shí)硬度測(cè)量計(jì)，溫州艾力儀器制造有限公司；TEX-100N質(zhì)構(gòu)儀，日本JISC公司；Trace GC 1300氣相色譜儀，賽默飛世爾科技公司；Line Gene 9600 Plus熒光定量PCR儀，杭州博日科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 對(duì)伽師瓜果實(shí)進(jìn)行CaCl2與1-MCP處理濃度篩選

選取達(dá)到商品成熟度、無外傷、重量、果型一致的果實(shí)，在果實(shí)采摘后8 h內(nèi)完成以下處理：

CaCl2處理：分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1%、2%、4%的CaCl2溶液浸泡5 min，通風(fēng)室溫晾干[11]；

1-MCP處理：分別用0.25、0.5、1、2 μL/L的1-MCP在20 ℃下熏蒸24 h[12]；

處理之后分別進(jìn)行CaCl2與1-MCP最佳處理濃度篩選實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 樣本處理

選取成熟度、重量、大小、果型一致，沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的無外傷果實(shí)400個(gè)作為樣本池，對(duì)照組與3個(gè)處理組各從樣本池中隨機(jī)抽取100果實(shí)做實(shí)驗(yàn)樣本，對(duì)照組不做處理，直接貯藏(樣本處理與貯藏在果實(shí)采摘后8 h內(nèi)完成)；

CaCl2與1-MCP處理分別用篩選的最優(yōu)濃度處理果實(shí)樣本；

CaCl2與1-MCP聯(lián)合處理：根據(jù)CaCl2與1-MCP處理濃度篩選結(jié)果，先用最優(yōu)濃度CaCl2處理，再用最優(yōu)濃度1-MCP處理，處理后單果套泡沫網(wǎng)袋后裝入包裝箱，10 個(gè)/箱；

對(duì)照組與處理組樣本均置于溫度(20±1) ℃，濕度(50±5)%的保鮮庫中貯藏。

1.3.3 呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的測(cè)定

果實(shí)呼吸強(qiáng)度用氣流法測(cè)定[13]，每次取9個(gè)果實(shí)，分3組，每組3個(gè)果實(shí)，放入呼吸強(qiáng)度測(cè)定儀(氣流速度0.4 L/min)進(jìn)行測(cè)定，每組重復(fù)測(cè)3次，單位:CO2mg/(kg·h)。

乙烯釋放量的測(cè)定：參照LI等[14]的方法，用氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定，每次取9個(gè)果實(shí)，分3組，每組3個(gè)果實(shí)進(jìn)行測(cè)定，每組重復(fù)測(cè)3次。

(1)

式中:C,待測(cè)樣品釋放的乙烯含量,μL/L；V，干燥器的體積與待測(cè)樣品體積之差值,mL；m,待測(cè)樣品質(zhì)量,kg；t,密閉時(shí)間,h。

1.3.4 果實(shí)硬度與果肉質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

參照CAMPS與李明霞等[15-16]的方法，每次處理用9個(gè)果實(shí)，使用果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定，重復(fù)3次，單位：kg/cm2。

果肉剪切形變時(shí)間與抵抗力的測(cè)定[17-18]：將果肉切為1.5 cm3正方形塊狀，置于測(cè)試夾具中，探頭速率為100 mm/min，測(cè)試壓縮程度設(shè)定為30 mm，觸發(fā)值設(shè)定為0.049 N，每個(gè)處理用果實(shí)9個(gè)，在每個(gè)果實(shí)胴部不同部位對(duì)稱均取4個(gè)位點(diǎn)果肉測(cè)定，重復(fù)3次。

1.3.5 原果膠與可溶性果膠含量測(cè)定

參照紀(jì)淑娟等[19]的方法，單位分別以每克鮮重中可溶性果膠和原果膠的毫克數(shù)表示，即mg/g FW。

1.3.6 果膠酶活性的測(cè)定

多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)活性的測(cè)定：參照FIGUEROA與劉耀娜的方法[20-21]。以每分鐘每克鮮樣在37 ℃分解多聚半乳糖醛酸產(chǎn)生1 μmol的半乳糖醛酸的質(zhì)量表示，即μg/(g·min)。

果膠甲酯酶(pectin methylesterase, PME)活性的測(cè)定[21-22]：用NaOH滴定法測(cè)定酶活性，以該條件下每分鐘每克鮮樣催化果膠釋放1 mmol的CH3O-為一個(gè)酶活性單位，即mmolCH3O-/(g·min)。

果膠酸裂解酶(pectate lyase, PL)活性的測(cè)定：參考ANURAG等[23]的方法，以每克鮮質(zhì)量每分鐘在波長(zhǎng)235 nm處吸光度值(OD235)的變化表示，即ΔOD235/(g·min)。

1.3.7 果實(shí)PG、PME和PL基因的定量表達(dá)分析[24-25]

果實(shí)總RNA提?。喝?00 mg果肉在液氮中迅速研磨成粉末，用RNAprep Pure多糖多酚植物總RNA提取試劑盒提取總RNA；

cDNA鏈合成：將提取的RNA用逆轉(zhuǎn)錄酶與反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成cDNA第一鏈；

實(shí)時(shí)熒光定量PCR(quantitative Real- time PCR, qRT-PCR)分析：以Actin作為內(nèi)參基因，用premier 5.0軟件設(shè)計(jì)酶基因的qPCR引物如表1所示，以合成的cDNA，用熒光定量PCR儀與熒光定量檢測(cè)試劑盒進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析。

表1 實(shí)時(shí)定量PCR所需引物Table 1 Primers for qRT-PCR analysis

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel統(tǒng)計(jì)和繪圖，用SPSS 17.0軟件系統(tǒng)進(jìn)行方差分析，以P<0.05作為差異顯著的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)樣本進(jìn)行CaCl2與1-MCP處理濃度的篩選

2.1.1 不同濃度的CaCl2處理對(duì)伽師瓜貯藏過程中呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的影響

分別用0.5%、1%、2%、4%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CaCl2處理伽師瓜，如圖1-A、圖1-B所示。4個(gè)濃度CaCl2處理樣本果實(shí)的呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量均較對(duì)照組低(P<0.05)，并且對(duì)照組呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量有明顯的躍變現(xiàn)象，均在第8天出現(xiàn)躍變峰，處理組也出現(xiàn)類似的躍變峰，但躍變幅度較小，且躍變時(shí)間有所延遲，0.5%、4%的CaCl2處理樣本在第10天出現(xiàn)躍變峰，1%、2%的CaCl2處理樣本在第12天出現(xiàn)躍變峰，其中，2%的CaCl2處理樣本呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量最低，躍變峰值也最小。此外，依次用0.5%、1%、2%的CaCl2處理樣本對(duì)呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的抑制作用逐漸增強(qiáng)，而4%的CaCl2處理樣本，則抑制作用減弱。因此，選擇2%的CaCl2處理樣本較為適宜。

2.1.2 不同濃度的1-MCP處理對(duì)伽師瓜貯藏過程中呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的影響

由圖2-A、圖2-B可知，4個(gè)濃度的1-MCP處理果實(shí)均有降低呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的作用，并且隨濃度升高，抑制作用增強(qiáng)，但處理濃度超過1 μL/L后，則變化不顯著。

圖1 不同濃度CaCl2處理對(duì)伽師瓜采后貯藏過程中呼吸強(qiáng)度(A)與乙烯釋放量(B)的變化影響Fig.1 Effect ofCaCl2 treatment with different concentration on respiratory rate (A) and ethylene production (B) of Jiashi melon fruit during storage

圖2 不同濃度1-MCP處理對(duì)伽師瓜采后貯藏過程中呼吸強(qiáng)度(A)與乙烯釋放量(B)的變化影響Fig.2 Effect of 1-MCP treatment with different concentration on respiratory rate (A) and ethylene production (B) of Jiashi melon fruit during storage

0.25與0.5 μL/L的1-MCP處理組分別在第12天與14天出現(xiàn)躍變峰，0.5 μL/L組較0.25 μL/L組呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量低，且躍變峰值較小(P<0.05)；1 μL/L處理組與2 μL/L處理組的呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量均無顯著差異(P>0.05)，且沒有出現(xiàn)躍變現(xiàn)象。因此，從節(jié)約使用成本與減少藥害方面考慮，用1 μL/L的1-MCP處理樣本較為適宜。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，后續(xù)實(shí)驗(yàn)的CaCl2使用2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，1-MCP使用濃度為1 μL/L。

2.2 伽師瓜采后貯藏過程中呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的變化

由圖3-A與圖3-B可知，處理組樣本呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量較對(duì)照組低(P<0.05)。對(duì)照組果實(shí)呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量有躍變現(xiàn)象，貯藏初期變化緩慢，在第6天至第8天，CO2由73.9 mg/(kg·h)迅速增至231 mg/(kg·h)，乙烯釋放量由10.9 μL/(kg·h)增至25.5 μL/(kg·h)；在處理組中，CaCl2處理組在第12天出現(xiàn)類似躍變現(xiàn)象，但變化幅度較對(duì)照組小(P<0.05)，1-MCP處理組較CaCl2組低，未出現(xiàn)躍變現(xiàn)象。CaCl2與1-MCP結(jié)合使用呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量最低，變化較為平緩，且沒有躍變現(xiàn)象。

圖3 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜采后貯藏過程中呼吸強(qiáng)度(A)與乙烯釋放量(B)的變化影響Fig.3 Effect of CaCl2 and 1-MCP treatment on respiratory rate (A) and ethylene production (B) of Jiashi melon fruit during storage

2.3 伽師瓜貯藏過程中果實(shí)硬度與果肉質(zhì)構(gòu)性能變化

2.3.1 果實(shí)硬度的變化

由圖4所示，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組與處理組果肉的硬度均不斷下降。

圖4 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜采后貯藏過程中果實(shí)硬度變化影響Fig.4 Effect of CaCl2 and 1-MCP treatment on firmness of Jiashi melon fruit during storage

對(duì)照組果肉硬度下降較處理組快(P<0.05)，由第2天的13.9 kg/cm2下降至第18天的6.7 kg/cm2，并且在第8天至第10天呈加速下降，由11.6 kg/cm2下降至9.1 kg/cm2，之后下降速度緩慢。在處理組中，3種處理方式果肉硬度變化存在差異，CaCl2組下降速度最快，1-MCP組次之，CaCl2與1-MCP聯(lián)合使用下降最慢(P<0.05)，從第2天至第18天，CaCl2組果肉硬度由14.3 kg/cm2下降至8.7 kg/cm2，1-MCP組由14.9 kg/cm2下降至10.5 kg/cm2，CaCl2與1-MCP聯(lián)合使用組由14.5 kg/cm2下降至10.8 kg/cm2。

2.3.2 伽師瓜貯藏過程中果肉剪切形變時(shí)間與抵抗力的測(cè)定

果肉質(zhì)構(gòu)是衡量伽師瓜食用價(jià)值與商品性的重要指標(biāo)。甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)特性常用最大抵抗力與剪切變形時(shí)間為參考[17]，結(jié)果由表2可知，伽師瓜在貯藏過程中，隨著保鮮時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組與處理組樣本果肉的最大抵抗力均不斷下降，果肉剪切形變發(fā)生時(shí)間也不斷縮短。在貯藏第2天，對(duì)照組果肉最大抵抗力與剪切形變發(fā)生時(shí)間分別為139.6 N，21.3 s，第18天分別為67.4 N，2.3 s，下降速度顯著高于處理組(P<0.05)。

表2 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜貯藏期間果肉剪切形變時(shí)間與抵抗力變化影響Table 2 Effects of CaCl2 and 1-MCP treatment on shear deformation time and resistance of Jiashi Melon during storage

在前12天，CaCl2組樣本果肉的最大抵抗力與剪切形變發(fā)生時(shí)間的下降速度較1-MCP組慢，之后CaCl2組較1-MCP組下降速度快(P<0.05)，這是由于鈣是乙烯抑制劑，也是構(gòu)成細(xì)胞壁的元素，外源鈣對(duì)維持果肉的質(zhì)構(gòu)特性有積極作用，但鈣不能完全抑制躍變現(xiàn)象，因此，CaCl2組果實(shí)代謝發(fā)生躍變后質(zhì)構(gòu)性能加速下降。CaCl2與1-MCP聯(lián)用組下降速度較單獨(dú)處理實(shí)驗(yàn)組低，并且與對(duì)照組差異更為顯著(P<0.05)，在第18天時(shí)CaCl2組果肉最大抵抗力與剪切形變發(fā)生時(shí)間分別為85.2 N，9.1 s，相應(yīng)的，1-MCP組分別為95.9 N，11.6 s，CaCl2與1-MCP 聯(lián)用組分別為99.7 N，12.9 s。

2.4 伽師瓜貯藏過程中果膠含量變化

圖5-A與圖5-B顯示，在貯藏過程中，對(duì)照組與處理組原果膠含量均不斷下降，可溶性果膠含量則呈不斷上升。

圖5 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜貯藏過程中原果膠(A)與可溶性果膠(B)含量變化的影響Fig.5 Effect of CaCl2 and 1-MCP treatment on propectin content (A) and soluble pectin content (B) of Jiashi melon fruit during storage

對(duì)照組原果膠含量由第2天的18.5 mg/g下降至第18天的7.7 mg/g，并在第6天至10天快速下降，可溶性果膠由第2天的5.2 mg/g上升至第18天的16.3 mg/g，第6天至10天快速上升，之后變化較為緩慢；處理組中，3種處理方法，原果膠含量下降速度與可溶性果膠含量上升速度均較對(duì)照組慢(P<0.05)， 其中CaCl2組與1-MCP組變化差異較小，且均有小幅波動(dòng)。CaCl2與1-MCP聯(lián)合使用，原果膠含量與可溶性果膠含量變化最緩慢，從第2天至第18天，原果膠含量由19.9 mg/g下降至13.6 mg/g，可溶性果膠由4.1 mg/g上升至8.5 mg/g，并且變化較穩(wěn)定。

2.5 果膠水解酶活性及相關(guān)酶基因表達(dá)量的變化

2.5.1 PG酶活性與酶基因表達(dá)量的變化

由圖6-A與圖6-B可知，在貯藏過程中，對(duì)照組樣本PG活性與酶基因表達(dá)量均較處理組高(P<0.05)，且對(duì)照組酶活性與酶基因表達(dá)量均存躍變現(xiàn)象。

圖6 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜貯藏過程中PG酶活性(A)PG酶基因表達(dá)量(B)變化的影響Fig.6 Effect of CaCl2 and 1-MCP treatment on enzyme activity of PG (A) and CmPG gene expression (B) of Jiashi melon fruit during storage

在處理組中，CaCl2組在貯藏第12天出現(xiàn)小幅度的躍變峰，其他處理方式未出現(xiàn)躍變現(xiàn)象，此外，對(duì)照組與處理組樣本酶活性與酶基因表達(dá)量增減均表現(xiàn)出同步性。

2.5.2 PME酶活性與酶基因表達(dá)量的變化

由圖7-A與圖7-B可知，在貯藏初始期，對(duì)照組與處理組PME活性無顯著差異(P>0.05)，隨后對(duì)照組PME活性出現(xiàn)躍變現(xiàn)象，在第6天達(dá)到峰值，之后迅速下降，在第12 天至14 天時(shí)下降至處理組水平，在第16天至18天，低于處理組；在處理組中，3種處理方法樣本PME活性變化均較對(duì)照組緩慢(P<0.05)，且均呈不斷下降趨勢(shì)，整體上看，3種處理方法之間PME活性沒有顯著差異，但變化過程中，CaCl2組變化波動(dòng)較大，1-MCP組次之，CaCl2與1-MCP 聯(lián)合使用下降最為平緩。

2.5.3 PL酶活性與酶基因表達(dá)量的變化

如圖8-A與圖8-B所示，在初始期，對(duì)照組PL活性與酶基因表達(dá)水平均高于處理組，并存在躍變情況，在第8天達(dá)到峰值，從第14天開始，低于處理組；處理組PL活性與酶基因表達(dá)水平變化較對(duì)照組緩慢，CaCl2組在貯藏初期至中期高于1-MCP組和聯(lián)合處理組，貯藏后期，則差異不顯著，1-MCP組和聯(lián)合處理組之間差異不顯著(P>0.05)。

圖8 CaCl2與1-MCP處理對(duì)伽師瓜貯藏過程中PL酶活性(A)PL酶基因表達(dá)量(B)變化的影響Fig.8 Effect of CaCl2 and 1-MCP treatment on enzyme activity of PL (A) and CmPL gene expression (B) of Jiashi melon fruit during storage

3 討論

乙烯是果實(shí)后熟軟化的誘導(dǎo)因素，乙烯能促使呼吸代謝強(qiáng)度增加，上調(diào)果膠酶基因的表達(dá)，產(chǎn)生果膠水解酶，使原果膠水解導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)改變，表現(xiàn)為果實(shí)發(fā)生后熟與軟化[26]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，對(duì)照組與處理組樣本的呼吸強(qiáng)度、果膠酶活性及酶基因表達(dá)水平均與乙烯釋放量呈正向協(xié)同效應(yīng)。

鈣是構(gòu)成細(xì)胞壁的重要元素，有拮抗乙烯催熟與抑制細(xì)胞壁物質(zhì)水解酶活性的作用，能夠延緩果實(shí)軟化[27]。用不同濃度的CaCl2處理樣本，果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量均有所降低，并且躍變期有所推遲，躍變峰值也顯著降低。增加外源鈣，有助于抑制果實(shí)的后熟、維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，李天來等[28]用硝酸鈣處理網(wǎng)紋甜瓜，結(jié)果顯示，5 mmol /L的硝酸鈣較1、3 mmol/ L的硝酸鈣對(duì)乙烯釋放量與呼吸強(qiáng)度有更強(qiáng)的抑制作用。鈣具備抑制后熟與維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定作用的同時(shí)，也是細(xì)胞信號(hào)重要的傳導(dǎo)物質(zhì)，過多的增加鈣又會(huì)促進(jìn)果實(shí)后熟生理代謝中信號(hào)的傳導(dǎo)，本研究結(jié)果顯示，用2%的CaCl2處理伽師瓜，較0.5%與1%處理濃度對(duì)果實(shí)后熟的抑制作用強(qiáng)，但用4%的CaCl2處理果實(shí)，對(duì)后熟的抑制作用反而減弱。1-MCP能夠阻斷乙烯與受體的正常結(jié)合，從而抑制乙烯的催熟作用，并能減少由后熟所導(dǎo)致的乙烯進(jìn)一步釋放。在本實(shí)驗(yàn)中，用0.25、0.5、1、2 μL/L的1-MCP處理樣本均能降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量，其中用1、2 μL/L的1-MCP處理樣本，果實(shí)沒有出現(xiàn)躍變現(xiàn)象，馬文平等[10]用1-MCP處理甜瓜也得到類似結(jié)果。但用1、2 μL/L的1-MCP處理樣本，果實(shí)呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量均無顯著差異，由此可知，1-MCP對(duì)乙烯受體的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合存在飽和性，超過飽和值，并不能進(jìn)一步增強(qiáng)抑制作用。將CaCl2與1-MCP聯(lián)合使用，即鈣能拮抗乙烯的催熟作用，1-MCP能夠阻斷殘留乙烯的信號(hào)傳導(dǎo)，使兩種抑制后熟的作用機(jī)制形成互補(bǔ)。在本實(shí)驗(yàn)中，用2%的CaCl2與1 μL/L的1-MCP 聯(lián)合處理樣本，對(duì)果實(shí)呼吸作用與乙烯釋放的抑制作用較單獨(dú)使用時(shí)更強(qiáng)，且更穩(wěn)定。

原果膠水解成為可溶性果膠，是果實(shí)發(fā)生軟化的重要因素[29]。劉耀娜等[21]對(duì)厚皮甜瓜果實(shí)后熟軟化研究顯示，甜瓜果實(shí)在軟化過程中，原果膠含量不斷降低，可溶性果膠含量逐漸上升，而纖維素含量則變化較小[30]。本文參考前人研究，選擇果膠為切入點(diǎn)，對(duì)果膠含量變化、果膠酶活性與酶基因表達(dá)量進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示，在貯藏過程中，對(duì)照組與處理組中原果膠含量均逐漸降低，而可溶性果膠含量則均不斷上升。在本研究中，對(duì)照組果實(shí)硬度在第6天至第8天快速下降，這一時(shí)期原果膠水解產(chǎn)生可溶性果膠的速度也較快，與WEI等[31]的研究結(jié)果類似。

對(duì)照組中，PG、PME、PL活性與酶基因表達(dá)量均有躍變現(xiàn)象，PG、PL在貯藏第8天出現(xiàn)峰值，且與呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放量的峰值時(shí)間一致，PME峰值出現(xiàn)在第6天，BRUMMELL認(rèn)為貯藏前期PME首先啟動(dòng)果膠降解，為其他降解酶如PG等提供底物[32]，這可能是PME活性與酶基因表達(dá)量峰值出現(xiàn)較早的原因。對(duì)照組PG活性與酶基因表達(dá)水平始終高于處理組，而PME和PL則分別在在第14天與第16天后低于處理組。在處理組中，CaCl2組PG活性與酶基因表達(dá)量存在小幅度的躍變情況，在第12天出現(xiàn)峰值，1-MCP與聯(lián)合處理組沒有出現(xiàn)躍變現(xiàn)象。結(jié)合樣本果膠含量與硬度變化分析可知，酶活性與酶基因表達(dá)量發(fā)生躍變對(duì)原果膠水解與果實(shí)硬度下降起至關(guān)重要的作用，平穩(wěn)緩慢的變化則影響較小。

此外，在貯藏初始期，對(duì)照組果膠酶活性及其酶基因表達(dá)量均高于處理組，說明在用CaCl2與1-MCP處理樣本的過程中已對(duì)果實(shí)的后熟生理代謝產(chǎn)生了影響。

4 結(jié)論

CaCl2與1-MCP均能降低伽師瓜貯藏過程中呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量，并能有效抑制躍變現(xiàn)象，推遲甜瓜的后熟，同時(shí)能夠使果膠水解酶活性及酶基因表達(dá)量降低，延緩果實(shí)的軟化；將2%的CaCl2與1 μL/L的1-MCP聯(lián)合使用，對(duì)果實(shí)后熟的抑制作用較單獨(dú)使用時(shí)更強(qiáng)，且更穩(wěn)定，能更好地延緩果實(shí)軟化。