不同O2濃度對鴨梨采后生理代謝及貯藏品質的影響

杜艷民，王文輝，賈曉輝，佟偉，王陽，張鑫楠

不同O2濃度對鴨梨采后生理代謝及貯藏品質的影響

杜艷民，王文輝，賈曉輝，佟偉，王陽，張鑫楠

（中國農業(yè)科學院果樹研究所/遼寧省果品貯藏與加工重點實驗室，遼寧興城 125100）

【】明確環(huán)境氧氣（O2）濃度對鴨梨采后貯藏品質及生理代謝的影響，為鴨梨采后生理病害防控，延長貯藏期提供理論依據(jù)。將采自河北石家莊地區(qū)的鴨梨經(jīng)緩慢降溫后置于氣調試驗箱，設置1.0%、2.0%、3.0%、5.0%及10.0%等不同O2濃度梯度，CO2濃度為0.5%，以空氣處理為對照，分別于貯藏150、210和270 d及貨架7或10 d，調查鴨梨虎皮指數(shù)和黑心指數(shù)，測定果實硬度、可溶性固形物（SSC）、可滴定酸（TA）、抗壞血酸（AA）及色澤變化情況，利用氣相色譜分析測定果肉和果心組織乙醇含量變化情況，監(jiān)測果實呼吸速率和乙烯產(chǎn)量；利用實時熒光定量PCR對鴨梨乙烯合成關鍵基因和表達變化情況進行測定。低氧處理顯著降低了鴨梨貯藏期間果實黑心指數(shù)和虎皮指數(shù)，貯藏270 d及貨架7 d，鴨梨采后生理病害發(fā)病程度由高到低依次為：CK＞10.0% O2＞5.0% O2＞1.0% O2＞3.0% O2＞2.0% O2；同時，延緩了貯藏早期果實TA和AA下降，推遲了果實果面轉黃。氣調貯藏150 d，果肉和果心乙醇含量顯著升高，O2濃度與乙醇含量呈負相關，乙醇含量范圍為150.89—806.12 mg?L-1，貨架后乙醇含量下降；對照果實貯藏270 d，果實乙醇含量快速積累，衰老褐變加??；同時，5.0%及以下O2顯著抑制了貯藏后乙烯產(chǎn)量，推遲了乙烯釋放高峰；1.0%—3.0% O2處理顯著抑制了果皮組織中、及的表達。1.0%—3.0% O2處理更好地抑制了鴨梨采后虎皮病的發(fā)生，推遲了乙烯釋放高峰，延緩了果實TA和AA下降，顯著抑制了果皮組織中、及表達，更好地維持了果皮亮度及白度，鴨梨貯藏期明顯延長。但1.0% O2處理在一定程度上增加了鴨梨貯藏末期黑心病風險，建議生產(chǎn)中鴨梨最佳O2濃度參數(shù)為3.0%—5.0%。

鴨梨；O2；生理病害；品質；乙烯

0 引言

【研究意義】鴨梨（i Rehd.）是我國傳統(tǒng)特色主栽梨品種，季產(chǎn)年銷，也是我國主要倉儲和出口品種[1]。但其對低溫和高濃度CO2敏感，長期貯藏過程中極易發(fā)生虎皮病和黑心病等采后生理病害，嚴重影響果實商品價值，造成巨大經(jīng)濟損失[2-3]。目前，我國鴨梨貯藏主要采用普通冷藏和氣調貯藏兩種方式，其中普通冷藏（環(huán)境溫度：-1℃—0℃）一般可貯藏5—6個月（從9月至翌年3月），氣調貯藏（商業(yè)應用參數(shù)：10% O2+1% CO2）一般可貯藏6—8個月（從9月至翌年4月）。整體來看，與市場正常供應需求（至翌年6月）仍有較大差距[4-5]。研究低O2濃度對鴨梨采后生理代謝及貯藏品質的影響，對進一步延長鴨梨貯藏和貨架供應期具有重要意義。【前人研究進展】氣調貯藏是目前國內外商業(yè)應用最廣泛的果品貯藏技術，與普通冷藏相比，氣調貯藏可顯著延長蘋果和梨采后貯藏和貨架供應期。其主要原理是在低溫的基礎上，通過進一步降低環(huán)境氧氣含量，來進一步抑制果實采后呼吸和乙烯等生理代謝水平，降低營養(yǎng)損耗，延緩衰老，減輕生理病害發(fā)生，進而更好地保持果實貯藏品質[6-8]。近年來，隨著氣體成分精準監(jiān)測和控制技術的不斷發(fā)展，果實氣調貯藏中的O2濃度不斷降低，從傳統(tǒng)的靜態(tài)低氧氣調（O2：2.0%—5.0%），發(fā)展到靜態(tài)超低氧氣調（O2＜1.5%）及前期超低氧脅迫氣調（O2：0.5%，維持2周），一直到目前的動態(tài)氣調（O2：0.3%—0.5%），果實貯藏期不斷被延長，果實品質得到了更好的維持[9]。但不同品種及不同栽培管理條件下，梨果實采后生物學特性及內在品質差異較大，對貯藏環(huán)境O2敏感性及耐受度不同。研究發(fā)現(xiàn)，‘Beurré d’Anjou’經(jīng)0.5% O2脅迫處理后，于1.0% O2+0.1% CO2條件下可正常貯藏9.2個月[10]；‘Abate Fetel’在0.8% O2+0.45% CO2動態(tài)氣調條件下可貯藏7個月，且未發(fā)生果心褐變[11-13]；‘Rocha’在0.5% O2條件下貯藏8.5個月，7 d貨架（20℃）后仍較好地保持果實品質，未發(fā)生黑心病[14]。相比而言，‘Conference’一般在O2＞2.0%條件下貯藏，過低的氧氣濃度會加重貯藏初期黑心病的發(fā)生[15-17]。關于鴨梨氣調貯藏的研究最早可追溯到20世紀90年代，研究發(fā)現(xiàn)采用7.0%—10.0% O2可顯著延長鴨梨貯藏期，貯藏213 d及10 d貨架后（15℃），與空氣對照相比，早期和晚期黑心病發(fā)生率降低，較好地保持了梨果綠色和硬度；同時發(fā)現(xiàn)O2濃度一定，黑心褐變程度隨CO2濃度升高而顯著加重，生產(chǎn)上建議CO2＜1.0%；CO2濃度一定，O2下降至5.0%時，也使果心褐變程度加重[18-20]。西洋梨采后氣調貯藏研究發(fā)現(xiàn)，與果實預冷后直接開始氣調相比，推遲氣調貯藏建立時間可顯著降低長期貯藏過程中梨果心褐變的發(fā)生[21-22]。【本研究切入點】低氧及超低氧氣調處理作為防控果實采后生理病害發(fā)生，延長果實貯藏及貨架供應期的關鍵技術在西方梨品種上廣泛應用，而關于低氧處理對我國主要白梨品種采后生理代謝及品質維持的影響鮮有研究報道?！緮M解決的關鍵問題】明確不同O2濃度處理下鴨梨采后生理代謝和品質變化規(guī)律，探討其對生理病害發(fā)生的影響，初步闡明低氧防控鴨梨采后生理病害發(fā)生的作用機制。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

本研究分別于2013—2014和2014—2015年兩個貯季重復進行，并于2016—2019年在河北石家莊地區(qū)氣調貯藏企業(yè)開展中試。所用鴨梨試材均于9月中旬采自河北省石家莊市商品果園，試驗果于采收次日經(jīng)10 h運回中國農業(yè)科學院果樹研究所實驗室。選取大小均勻、果面整潔、無病蟲害、無機械傷的果實進行試驗處理。中試果于采收當天運回中試氣調庫，定期跟蹤調研果實生理病害發(fā)生情況及貨架表現(xiàn)。

將挑選后的果實置于氣調試驗箱，每個處理均設置3個重復，每個重復處理果實約180個；8℃預冷48 h后開始階段緩慢降溫，每1 d降0.5℃，直至環(huán)境溫度降至（0±0.5）℃。穩(wěn)定2 d后，封口，開始進行氣調貯藏（氣調參數(shù)為O2：1.0%、2.0%、3.0%、5.0%和10.0%；CO2：0.5%），以空氣為對照，氣調箱內相對濕度＞95.0%。貯藏150、210及270 d后取樣，分別于取樣次日及貨架7 d或10 d進行果實組織褐變指數(shù)調查與生理品質測定，每個處理每個重復每次取果實50個，其中15個果實用于生理病害調查和生理品質測定，9個果實用于測定呼吸速率和乙烯釋放速率；另取5個果實，用水果刀于果實赤道部位取果皮組織（厚約2—3 mm）并立即用液氮速凍，-80℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆茫皇Ｓ喙麑嵵糜?0℃恒溫箱（SANYO，日本）模擬貨架，7 d或10 d后進行生理病害調查、生理品質測定及果皮凍樣。中試果9—12℃入庫，35—40 d降至（0±0.5）℃，氣調貯藏參數(shù)為3.0%—5.0% O2+0.5%—0.8% CO2。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 虎皮指數(shù)和黑心指數(shù) 參照杜艷民等[23]方法計算鴨梨虎皮病和黑心病發(fā)生指數(shù)，具體方法如下。

虎皮指數(shù)：按褐變面積占果皮面積的百分比，共分為5級：果皮無褐變?yōu)? 級；褐變面積≤25%為1級；25%＜褐變面積≤50%為2級；50%＜褐變面積≤75%為3級；褐變面積＞75%為4級。虎皮指數(shù) = [∑（虎皮級數(shù)×該級果數(shù)）/（調查總果數(shù)×4）]×100%。

黑心指數(shù)：沿果實赤道線作橫切，按褐變面積占果心面積的百分比，共分為5級：果心無褐變?yōu)?級；褐變面積≤25%為1級；25%＜褐變面積≤50%為2級；50%＜褐變面積≤75%為3級；褐變面積＞75%為4級。黑心指數(shù)=[∑（黑心級數(shù)×該級果數(shù)）/（調查總果數(shù)×4）]×100%。

1.2.2 果皮顏色 利用CR-400色差計（MINOLTA，日本）測定果實赤道部位對稱兩點色澤指數(shù)，其中*值表示果實亮度，0—100分別表示果實由暗到亮變化；*值表示黃色和藍色之間的變化。

1.2.3 內在品質指標測定 利用果實質構儀（GS-15，F(xiàn)TA2，南非）測定果實赤道部位對稱兩點去皮果肉硬度（探頭直徑11 mm）；將果實縱切后，取出果心和種子，將果肉組織勻漿過濾，分別利用數(shù)顯折光儀（PR-101，ATAGO，日本）測定果實可溶性固形物含量；可滴定酸和抗壞血酸含量使用自動智能電位滴定儀（808 Titrando，瑞典），分別用0.1 N NaOH標準液和2,6-二氯靛酚吲哚酚鈉鹽滴定；參考紀淑娟等[24]的方法，采用日本島津GC-2010氣相色譜儀和Tubro Matrix×40自動頂空進樣器測定乙醇含量，單位為mg·L-1。

1.2.4 呼吸速率和乙烯產(chǎn)生速率 果實呼吸速率和乙烯產(chǎn)生速率測定均采用SP—9890氣相色譜儀（山東，魯南瑞虹儀器公司）測定，以mg CO2?kg-1?h-1和μL C2H4?kg-1?h-1計，色譜參數(shù)為進樣器80℃，柱爐100℃，檢測器160℃，轉化爐360℃。每個處理3次重復，每個重復用果9個。

1.2.5 總RNA提取與cDNA合成 根據(jù)柱式植物總RNA抽提純化試劑盒SK8661（上海生工）說明書提取果皮組織總RNA，紫外分光光度計和1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測質量合格的總RNA采用RevertAid Premium Reverse Transcriptase （Thermo Scientific? EP0733，USA）試劑盒反轉錄為cDNA，作為乙烯合成與信號轉導途徑關鍵基因的表達分析。

1.2.6 乙烯合成基因表達分析 通過檢索梨基因組（Pear Genome Project，http://peargenome.niau.edu.cn），獲得梨乙烯合成途徑關鍵基因6個，特異定量引物序列參考慕茜[25]方法（表1），委托上海生工公司合成引物序列。參照SG Fast qPCR Master Mix（2X）（BBI）（Roche 羅氏）（B639271）說明書配置總體積為20 μL的實時熒光定量PCR反應液，包含10 μL 2×SybrGreen qPCR Master Mix、上下游引物各0.4 μL、7.2 μL ddH2O、2 μL模板。在LightCycler480 Software Setup（Roche 羅氏）熒光定量PCR儀上進行擴增，擴增程序為：95℃預變性3 min；95℃變性7 s，57℃退火10 s，72℃延伸15 s，45個循環(huán)。PCR循環(huán)結束立即進行熔解程序。在Eppendorf的Mastercycler? ep realplex軟件中自動生成標準曲線、熔解曲線和樣品Ct值。每個樣品重復3次。采用2-??Ct法計算基因在各樣品中的相對表達量。

表1 引物序列

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

應用Excel和SPSS 13.0進行作圖和方差分析。

2 結果

2.1 不同O2濃度處理對生理病害發(fā)生的影響

2.1.1 虎皮指數(shù) 氣調處理可顯著降低貯藏和貨架期間鴨梨虎皮病的發(fā)生，但不同O2濃度處理對虎皮病的防控效果差異顯著。具體來看，貯藏150 d，對照果實即發(fā)生虎皮病，氣調果實均未發(fā)病；貨架7 d，10% O2處理果實的虎皮癥狀快速發(fā)展，虎皮指數(shù)達30.56%，與空氣對照水平接近；貯藏210 d，5.0%及以下O2處理平均虎皮指數(shù)為3.26%，10% O2和空氣對照虎皮指數(shù)分別為12.5%和38.56%；貨架7 d，1.0%— 3.0% O2處理平均虎皮指數(shù)為5.99%，5.0% O2處理虎皮指數(shù)快速升高，達27.78%；貯藏270 d及貨架7 d，1.0%—3.0% O2平均虎皮指數(shù)18.86%，5.0% O2平均虎皮指數(shù)35.0%，10.0% O2平均虎皮指數(shù)54.95%，空氣對照平均虎皮指數(shù)64.29%（圖1）。另外，通過3年的中試庫跟蹤調查，采用3.0%—5.0% O2+0.5%— 0.8% CO2參數(shù)，鴨梨貯藏期可延長至翌年6月中下旬，虎皮病平均發(fā)生率＜5.0%，且貨架期≥7 d。

不同小寫字母表示0.05水平差異顯著。下同 Different lowercase letters indicate significant difference at 5% level. The same as below

2.1.2 黑心指數(shù)發(fā)生情況 氣調處理可顯著降低鴨梨貯藏150 d和210 d后果實黑心指數(shù)（＜0.05）；貯藏270 d及貨架7 d，各處理果實黑心指數(shù)快速上升，從高到低依次為：CK（40%）＞10.0% O2（30.63%）＞5.0% O2（30.51%）＞1.0% O2（26.87%）＞3.0% O2（20.17%）＞2.0% O2（19.34%），其中，1.0% O2處理果實黑心指數(shù)顯著高于2.0% O2和3.0% O2。3年的中試庫黑心病跟蹤調查表明，緩慢降溫結合延遲氣調（降溫后30—35 d），采用3.0%—5.0% O2+0.5%— 0.8% CO2處理，貯藏至翌年6月中下旬，黑心病平均發(fā)生率＜3.0%，且貨架期≥7 d。

2.2 不同O2濃度處理對內在品質的影響

與采收時相比，各處理貯藏期間可滴定酸（TA）和抗壞血酸（AA）含量均顯著下降。貯藏150 d，1.0%—3.0% O2處理果實TA和AA含量均顯著高于空氣對照，5.0% O2和10% O2處理TA和AA含量與對照基本持平或略低，差異不顯著；貯藏210 d，AA含量進一步降低，但貨架7 d后，10.0% O2和空氣對照AA含量均顯著高于低氧處理；貯藏270 d，各處理AA含量差異不顯著，貨架7 d后AA顯著升高；貯藏270 d，2.0%、3.0%、5.0%及10.0% O2處理TA含量均顯著高于空氣對照和1.0% O2。同時，5.0%及以下O2處理更好地保持了果實亮度及白度，貯藏270 d及貨架7 d，*值和*值均顯著高于10.0% O2及空氣對照（表2）。

另外，貯藏150 d時，各處理及對照果實硬度均快速下降，可溶性固形物含量上升；貯藏210 d和270 d，所有處理及對照果實硬度和可溶性固形物含量相對穩(wěn)定，且不同處理及對照間無顯著差異。

2.3 不同O2濃度處理對乙醇含量的影響

貯藏150 d，不同處理及對照間果肉和果心組織中乙醇含量差異顯著，其中5.0%及以下O2處理果實乙醇含量均顯著高于10.0% O2和空氣對照，其中1.0% O2處理果實果肉和果心組織中乙醇含量最高，分別為806.12和750.20 mg?L-1；其次為2.0% O2處理；10.0% O2和空氣對照乙醇含量均＜200 mg?L-1；貯藏150 d后貨架10 d，5.0%及以下O2處理果實乙醇含量呈下降趨勢，10.0%和空氣對照處理則呈上升趨勢。貯藏210 d及貨架7 d、貯藏270 d及貨架7 d，1.0% O2處理果實乙醇含量保持相對穩(wěn)定，乙醇平均含量約為700 mg?L-1；2.0%、3.0%、5.0%及10.0% O2處理乙醇略有上升，但基本穩(wěn)定在500 mg?L-1左右；貯藏270 d及貨架7 d，空氣處理果實果肉和果心組織褐變加重，組織塌陷，平均乙醇含量超過1 500 mg?L-1（圖2）。

圖2 不同O2濃度貯藏及貨架期間鴨梨乙醇變化情況

表2 不同O2濃度處理貯藏貨架期間鴨梨主要生理品質指標變化情況

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示各處理同一時期在0.05水平差異顯著

Different small letters in same column indicated significant differences at 0.05 level among different oxygen treatments at the same period

2.4 不同O2濃度處理對呼吸速率和乙烯的影響

5.0%及以下O2處理果實貯藏150、210及270 d后，其乙烯產(chǎn)量均顯著低于10.0% O2和空氣對照，其中1.0% O2乙烯釋放量最低，貯藏150、210及270 d，溫度平衡后（回升到20℃），其乙烯釋放速率分別為46.83、88.04和76.65 μL?kg-1?h-1；2.0%—3.0% O2釋放量次之；貨架10 d或7 d后，低氧處理乙烯釋放量快速上升。貯藏150和210 d，低氧氣調貯藏果實呼吸速率均顯著低于空氣對照，但不同O2濃度處理間差異不顯著；貯藏270 d及貨架7 d，低氧氣調處理與對照果實呼吸速率差異不顯著（圖3）。

圖3 不同O2濃度貯藏及貨架期間鴨梨呼吸和乙烯變化情況

2.5 不同O2濃度處理對乙烯生物合成關鍵基因相對表達量的影響

整體來看，與對照相比，采用低氧氣調處理可顯著抑制鴨梨貨架初期果皮組織中、及表達，推遲貨架期間果皮組織中乙烯合成相關基因表達高峰，但不同O2處理下、及表達無明顯規(guī)律（數(shù)據(jù)未列出）。具體來看，貯藏150 d，1.0%—3.0% O2處理相對表達量極低，但5.0%和10.0% O2處理及空氣對照相對表達量較高；氣調貯藏果實和相對表達量均顯著低于空氣對照；貯藏150 d后貨架10 d，1.0%— 3.0% O2處理相對表達量較出庫時增長近45倍，各處理和相對表達量快速上升，且5.0%及以下O2處理基因表達量均顯著高于10.0%及空氣對照；隨著貯藏期的延長，乙烯合成相關基因表達水平上升，貯藏210 d及貨架7 d，空氣處理相對表達量達到峰值，10% O2處理和達到峰值；貯藏270 d后貨架7 d，1.0—3.0% O2處理和仍保持相對較高水平（圖4）。

圖4 不同O2濃度貯藏及貨架期間PbACO1、PbACO3及PbACS1表達情況

3 討論

3.1 環(huán)境O2濃度與虎皮病和黑心病發(fā)生的關系

虎皮病是梨采后貯藏過程中一種主要的生理病害[26]。低氧處理可有效降低果實貯藏期間活性氧（ROS）的積累，降低乙烯釋放量，有效降低-法尼烯及其氧化產(chǎn)物共軛三烯醇的積累，進而抑制虎皮病的發(fā)生[27-28]。近年來，超低氧氣調貯藏技術（O2＜1.0%）和動態(tài)氣調貯藏技術（O2＜0.6%）快速發(fā)展，與傳統(tǒng)氣調貯藏相比，更低的貯藏環(huán)境O2濃度能更好地控制蘋果和梨采后虎皮病的發(fā)生[29-30]。本研究中，5.0%及以下O2處理顯著降低了鴨梨長期貯藏過程中虎皮病的發(fā)生，貨架期顯著延長，其中1.0%—3.0% O2處理防控虎皮病效果最佳?？梢?，進一步降低貯藏環(huán)境氧氣濃度可更好地維持鴨梨果實外觀品質，延長貨架期，這與前人研究結論一致。

黑心病發(fā)生的直接原因是細胞膜發(fā)生過氧化反應，細胞膜完整性被打破，多酚氧化酶（PPO）催化酚類底物形成醌，進而誘發(fā)褐變[31-32]。低氧脅迫處理可通過調控氧化代謝平衡進而降低衰老相關生理病害的發(fā)生[33-34]。本研究中，采用階段降溫結合延遲氣調貯藏均顯著降低了貯藏和貨架期間果實黑心病的發(fā)生，相對更低的O2濃度更好地控制了貯藏后期（270 d）果心褐變指數(shù)，但過低的氧氣濃度處理（1.0% O2）一定程度上增加了鴨梨果實貯藏末期黑心病風險。

3.2 環(huán)境O2濃度與內在品質變化的關系

超低氧氣調貯藏（O2＜1.5%）是蘋果商業(yè)生產(chǎn)中常用的一項技術[35]，但在梨商業(yè)生產(chǎn)中應用很少，主要原因是多數(shù)梨品種對過低O2敏感，過低的O2會造成果實發(fā)生無氧呼吸進而造成乙醇大量積累，誘發(fā)果心組織褐變，果實風味品質下降，例如‘Williams Bon Chretien’在1.0% O2處理下僅能貯藏4個月[36]。但同時也有研究表明，適量乙醇作為一種低抗氧化物可明顯降低蘋果和梨等采后貯藏過程中虎皮病的發(fā)生[37-40]。本研究中，5.0%及以下O2處理果實乙醇含量貯藏前期顯著高于10.0%和空氣對照，適量乙醇的積累可能一定程度上增強了果實抗性，進而抑制了鴨梨后期虎皮病的發(fā)生，但乙醇抗氧化閾值及傷害極值仍需進一步研究確定。

Cheng等[3]研究發(fā)現(xiàn)，1-MCP處理可以顯著降低乙烯產(chǎn)量，較好地維持鴨梨果實冷藏期間TA含量水平，較好地維持果實品質降低黑心指數(shù)。杜艷民等[23]研究發(fā)現(xiàn)鴨梨貯藏過程中TA含量與黑心指數(shù)顯著相關，可作為預測鴨梨黑心病的指標。本研究中，果實可滴定酸（TA）含量隨著貯藏時間的延長不斷下降，與空氣對照相比，2.0%、3.0%、5.0%及10.0% O2處理較好地維持了貯藏后期（270 d）TA含量，并顯著高于空氣對照和1.0% O2，且TA含量越低，黑心指數(shù)越高，該結論與前人研究結果一致。

抗壞血酸（AA）作為一種抗氧化物質，可與谷胱甘肽等其他抗氧化物質協(xié)同清除活性氧分子。前人研究發(fā)現(xiàn)，低氧氣調處理果實AA含量顯著低于普通冷藏；同時，梨的研究發(fā)現(xiàn)，不同黑心病誘導處理下，AA含量與果實黑心病敏感性顯著相關，當AA含量低于特定閾值時，果實黑心病敏感性增強[41]。本研究中，與空氣對照相比，低氧處理更好地維持了貯藏前期果實AA含量，但隨著貯藏期的推遲，低氧處理和對照AA含量均進一步降低，且處理與對照間差異變小且不顯著；但貨架7 d或10 d后，低氧處理和空氣對照AA含量均顯著升高，初步推測與貨架期間果實進一步衰老后，活性氧等衰老相關組分含量增加有關，但其生物學功能和作用機制仍需進一步研究。

3.3 環(huán)境O2濃度與乙烯生物合成的關系

鴨梨是一種典型的采后呼吸躍變型果實，貯藏過程及貨架期間釋放大量的乙烯；ACS和ACO是乙烯生物合成途徑中的關鍵限速酶，且在番茄和梨中均由多家族基因控制[42-43]。本研究結合前人研究基礎及檢索梨基因組，初步獲得、、、、及等6個乙烯合成關鍵基因；其中、及在低氧處理下相對表達量顯著降低，基因表達高峰與10.0% O2及對照相比明顯推遲。但隨著貨架期的延長，乙烯合成相關基因表達量快速升高，而且貯藏后期及貨架后，低氧氣調貯藏乙烯釋放速率顯著高于空氣對照處理，因此，低氧氣調處理對乙烯的抑制是可逆的，乙烯合成代謝會隨著環(huán)境溫度和氧氣濃度回升而恢復，該發(fā)現(xiàn)與前人研究結果一致[18]，但更低的O2濃度會進一步推遲貨架期間乙烯的合成，延緩衰老。

4 結論

1.0%—3.0% O2處理能更好地抑制鴨梨采后虎皮病的發(fā)生，推遲乙烯釋放高峰，延緩果實可滴定酸和抗壞血酸含量下降；顯著抑制了果皮組織中、及表達，能更好地維持果皮亮度及白度，鴨梨貯藏期明顯延長。但1.0% O2處理在一定程度上增加了鴨梨貯藏末期黑心病風險。因此，建議生產(chǎn)中鴨梨儲藏最佳O2濃度參數(shù)為3.0%—5.0%。

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The Effects of Different Oxygen Concentration on Postharvest Physiology and Storage Quality of Yali Pear

DU YanMin, WANG WenHui, JIA XiaoHui, TONG Wei, WANG Yang, ZHANG XinNan

(Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultureal Sciences/Key Laboratory of Fruit Storage and Processing of Liaoning Province, Xingcheng 125100, Liaoning)

【】The aim of this study was to clarify the effects of environment oxygen concentration on postharvest physiology and storage quality, affording the theory basis to prevent the postharvest disorders and prolong the storage period of Yali fruit.】Pear samples were harvested from the commercial orchard in Shijiazhuang city, Hebei province. The fruits of uniform size and ripeness without insect pests or mechanical injury were selected as research materials. The selected fruits were put into controlled atmosphere chambers, and precooling at 8℃ for 48 h, and then declined by 1℃ for every 2 days, and finally storage at (0±0.5)℃ (RH＞95%). Then the controlled atmosphere (CA) was established under different O2concentrations (1.0%, 2.0%, 3.0%, 5.0% and 10.0%) plus 0.5% CO2, and taking air as control. Fruit firmness (FF), soluble solids content (SSC), titratable acidity (TA), ascorbic acid (AA), ethanol, respiration rate, ethylene production and the relative expression of ethylene biosynthesis genesandwere determined after the fruits storage for 150 d, 210 d and 270 d, respectively.【】The heart browning incidence and superficial scald incidence were both declined significantly under CA treatments during long period storage. More specifically, after storage for 270 d and shelf-life for 7 d, the disorder prevention efficiency were followed by the order of CK＞10.0% O2＞5.0% O2＞1.0% O2＞3.0% O2＞2.0% O2. Besides that, the lower O2treatments maintained TA and AA contents at a higher level in the early storage period, and delayed the yellow-turning of peel; ethanol was accumulated much more under the lower O2concentration, which ranged from 150.89 mg?L-1to 806.12 mg·L-1after storage for 150 d; while with the increasing senescence browning of fruit in air, the ethanol content peaking at 1 500 mg·L-1after storage for 270 d. 5.0% and lower O2inhibited the ethylene biosynthesis and delayed the peaking time, and 1.0%-3.0%O2could prohibit the relative expression of,andgenes in pericarp tissue significantly.【】1.0%—3.0%O2prohibited the superficial scald occurrence significantly, and delayed the decrease of TA and AA, inhibited the biosynthesis of ethylene and delayed the peaking time, down-regulated the relative expression of,andgenes in pericarp tissue, prolonged the storage period of Yali pear significantly. However, 1.0% oxygen treatment increased the risk of heart browning to some extent. Therefore, the optimum oxygen concentration was proposed at 3.0%-5.0% in commercial practice.

Yali pear; oxygen; disorders; quality; ethylene

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.23.016

2020-03-30；

2020-06-09

國家現(xiàn)代梨產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-28）、國家自然科學基金（32001761）

杜艷民，E-mail：duyanmin@caas.cn。通信作者王文輝，E-mail：wangwenhui@caas.cn

（責任編輯 趙伶俐）