低溫等離子和1-甲基環(huán)丙烯調(diào)控糖酸代謝增強(qiáng)杏果對(duì)黑斑病的抗性研究

周丹丹,劉強(qiáng),梁輝,李婷婷*

(1. 南京林業(yè)大學(xué)輕工與食品學(xué)院,南京 210037;2. 南京財(cái)經(jīng)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,南京 210023)

杏果屬于呼吸躍變型果實(shí),采收主要集中在高溫高濕的夏季,采后呼吸旺盛,易發(fā)生腐爛變質(zhì)。杏果實(shí)皮薄且含水量高,極不耐貯藏,在貯運(yùn)過(guò)程中易發(fā)生機(jī)械損傷造成微生物侵染,導(dǎo)致其貨架期短[1]。研究表明,交鏈格孢菌(Alternariaalternata)是杏果實(shí)黑斑病的致病菌。A.alternata侵染的杏果實(shí)表皮會(huì)出現(xiàn)黑色或墨綠色霉?fàn)钗?在適宜的溫濕度下,A.alternata會(huì)迅速繁殖導(dǎo)致杏果發(fā)病,嚴(yán)重制約了杏果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2-3]。

可溶性糖和有機(jī)酸是杏果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)的重要組成成分。糖在杏果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和代謝過(guò)程中具有重要的作用[4]。檸檬酸和蘋(píng)果酸是杏果中的主要有機(jī)酸,參與植物的呼吸作用,并參與合成蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和香氣物質(zhì)等[5]。杏果實(shí)貯藏期間,呼吸作用逐漸增強(qiáng),導(dǎo)致糖酸含量急劇下降,直接影響杏果實(shí)的品質(zhì),同時(shí)降低了其對(duì)外界微生物的抵抗作用[6]。

低溫等離子體(CP)是一種新型冷殺菌技術(shù),具有殺菌時(shí)間短、效果好,且無(wú)溫度上升等特點(diǎn)[7]。CP處理產(chǎn)生多種活性粒子,能夠殺死微生物和誘導(dǎo)果蔬產(chǎn)生抗性。研究表明,CP技術(shù)已廣泛應(yīng)用于藍(lán)莓[8]、草莓[9]、獼猴桃[10]等果實(shí)保鮮處理。1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)是一種乙烯抑制劑,有抑制乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用,從而延緩果實(shí)衰老。利用1-MCP熏蒸處理可有效延緩呼吸躍變型果實(shí)的軟化和品質(zhì)裂變,延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏期和貨架期,誘導(dǎo)果蔬產(chǎn)生抗性抵抗外界微生物的脅迫[11-14]。

筆者探究了CP和1-MCP技術(shù)對(duì)杏果采后黑斑病的調(diào)控作用,研究了CP和1-MCP技術(shù)對(duì)杏果采后可溶性糖和有機(jī)酸代謝的調(diào)控,通過(guò)構(gòu)建糖酸代謝與果實(shí)抗病性的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究CP和1-MCP技術(shù)通過(guò)調(diào)控糖酸代謝增強(qiáng)杏果對(duì)黑斑病的抗性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

杏果實(shí)(品種金太陽(yáng)),采自山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院果樹(shù)研究所。選取成熟期的杏果采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,挑選大小一致、顏色均勻、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,于4 ℃下預(yù)冷過(guò)夜?？鼘幩?、莽草酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、果糖、葡萄糖、蔗糖,購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司;乙腈(色譜純),購(gòu)自美國(guó)Sigma公司;磷酸二氫鉀(分析純),購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)股份有限公司。其他試劑為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 孢子懸浮液制備

將A.alternata于馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d活化,向培養(yǎng)基中加入 10 mL無(wú)菌生理鹽水,用三角玻璃棒刮下孢子,將收集的孢子懸浮液混合均勻,用無(wú)菌生理鹽水調(diào)節(jié)濃度至 1×106CFU/mL。

1.3 杏果處理實(shí)驗(yàn)

A.alternata接種實(shí)驗(yàn):杏果使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%次氯酸鈉消毒2 min,無(wú)菌水沖洗后自然晾干。用無(wú)菌釘在杏果赤道部位打取直徑4 mm、深度3 mm的洞。對(duì)照組接入15 μL的無(wú)菌水;病害組接入15 μL的孢子懸浮液。將上述杏果晾干后置于塑料保鮮盒中在20 ℃、90%～95%恒溫恒濕箱中貯藏6天,每天取樣測(cè)定病害直徑,并對(duì)杏果發(fā)病部位和健康部位交界處的果肉糖酸含量進(jìn)行測(cè)定。

貯藏保鮮實(shí)驗(yàn):杏果使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%次氯酸鈉消毒2 min,無(wú)菌水沖洗后自然晾干,置于1×106CFU/mLA.alternata孢子懸浮液中浸泡1 min后晾干備用。CP處理組:將杏果置于塑料保鮮盒中,在CPCS-I型介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體設(shè)備(南京蘇曼等離子科技有限公司)中處理60 s,處理電壓為80 kV。1-MCP處理組:將杏果置于密封泡沫盒中,采用1 μL/L 1-MCP處理杏果24 h,處理結(jié)束后將杏果置于塑料保鮮盒中。對(duì)照(CK)組:杏果置于塑料保鮮盒中,不做任何處理。將上述處理后的杏果實(shí)于20 ℃,90%～95%恒溫恒濕箱中貯藏 8天,每 2天取樣進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)、可溶性糖、有機(jī)酸和糖酸代謝酶活性的測(cè)定。

每組處理設(shè)置 3個(gè)平行,每個(gè)平行包含25個(gè)果實(shí),所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。

1.4 杏果品質(zhì)測(cè)定

杏果品質(zhì)測(cè)定選取CK組、CP組和1-MCP組的果實(shí)。

1)失重率:參考Guo等[14]的方法進(jìn)行測(cè)定,單位為%。

2)腐爛率:爛果指果實(shí)表面至少有一處發(fā)生腐爛。腐爛率表示爛果的數(shù)量與總果實(shí)數(shù)量的百分比,單位為%。

3)硬度:采用XT plus TA質(zhì)構(gòu)儀(美國(guó)ISENSO)測(cè)定,采用P/2E探頭(直徑2 mm)。在果實(shí)赤道部位選取4個(gè)點(diǎn)去皮測(cè)定,單位為N。

4)顏色:采用CR-400型色差儀(日本Konica Minolta)測(cè)定果實(shí)表面的L、a、b值。其中,L值代表果實(shí)表面的明亮度,a值代表果實(shí)的紅綠值,b值代表果實(shí)的黃藍(lán)值。選取果實(shí)赤道部位進(jìn)行測(cè)定。

5)總可溶性固形物(SSC)含量:采用PAL-1型數(shù)顯折光儀(日本Atago)測(cè)定。每組選取10個(gè)果實(shí)的果肉混合進(jìn)行測(cè)定,單位為%。

6)可滴定酸(TA)含量:采用PAL-Easy型酸度計(jì)(日本Atago)測(cè)定,結(jié)果以蘋(píng)果酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示,單位為%。

1.5 可溶性糖和有機(jī)酸含量測(cè)定

1)杏果實(shí)糖酸含量測(cè)定:參考Zhou等[15]的方法進(jìn)行。

2)糖含量測(cè)定:采用1260型高效液相色譜(美國(guó)Agilent)測(cè)定,檢測(cè)器為蒸發(fā)光散射檢測(cè)器。色譜條件:碳水化合物柱(250 mm×4.6 mm×5 μm,長(zhǎng)×內(nèi)徑×填料粒徑),柱溫40 ℃,流速1 mL/min,流動(dòng)相為體積分?jǐn)?shù)75%乙腈。

3)有機(jī)酸含量測(cè)定:采用e2695型高效液相色譜(美國(guó)Waters)測(cè)定,檢測(cè)器為二極管陣列檢測(cè)器。色譜條件:Atlantis T3柱(150 mm×4.6 mm×5 μm,長(zhǎng)×內(nèi)徑×填料粒徑),柱溫40 ℃,流速0.6 mL/min,流動(dòng)相為20 mmol/L KH2PO4(pH 2.5)。

1.6 糖代謝酶活性測(cè)定

1.6.1 糖代謝酶的提取

酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)、中性轉(zhuǎn)化酶(NI)、蔗糖合酶(SS)和蔗糖磷酸合酶(SPS)的提取參考Yu等[16]的方法進(jìn)行。提取液為T(mén)ris-HCl(pH 7.0),內(nèi)含MgCl2、二硫代蘇糖醇、乙二胺四乙酸二鈉、乙二醇、牛血清蛋白和聚乙烯吡咯烷酮。AI反應(yīng)液為醋酸鈉緩沖液(pH 5.5)和蔗糖溶液;NI反應(yīng)液為醋酸鈉緩沖液(pH 7.5),內(nèi)含MgCl2、乙二胺四乙酸和蔗糖;SS反應(yīng)液為尿苷二磷酸葡萄糖、果糖、MgCl2和Tris-HCl(pH 7.0);SPS反應(yīng)液為二磷酸尿苷葡糖、果糖-6-磷酸、MgCl2和Tris-HCl(pH 7.0)。

1.6.2 AI和NI活性測(cè)定

粗酶液分別與AI或NI反應(yīng)液混勻,37 ℃水浴30 min后加入3,5-二硝基水楊酸試劑,沸水5 min冷卻后于540 nm處測(cè)定吸光值。以每小時(shí)生成1 μmol葡萄糖的酶量為一個(gè)酶活性單位(U),AI和NI恬性的單位均為U/g。

1.6.3 SS和SPS活性測(cè)定

粗酶液分別加入SS或SPS反應(yīng)液,混勻于37 ℃反應(yīng)30 min,沸水5 min后終止反應(yīng),冷卻至室溫。上述體系中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%鹽酸溶液,再加入0.1%間苯二酚溶液,于80 ℃水浴10 min后在480 nm下測(cè)得吸光值。以每小時(shí)催化1 μmol蔗糖生成的酶量為一個(gè)U,SS和SPS活性的單位均為U/g。

1.7 有機(jī)酸代謝酶活性測(cè)定

1.7.1 有機(jī)酸代謝酶的提取

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、檸檬酸合酶(CS)、細(xì)胞質(zhì)烏頭酸酶(cytACO)、線粒體烏頭酸酶(mitACO)、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸-蘋(píng)果酸脫氫酶(NAD-MDH)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-蘋(píng)果酸酶(NADP-ME)的提取參考Zhou等[15]的方法進(jìn)行。

1.7.2 有機(jī)酸代謝酶的活性測(cè)定

1)PEPC活性測(cè)定:粗酶液中加入pH 8.5 Tris-HCl、MgCl2、KHCO3、谷胱甘肽和磷酸烯醇式丙酮酸;充分混勻后在340 nm處測(cè)定吸光值,每10 s記錄數(shù)據(jù),以每分鐘吸光值的變化為一個(gè)酶活性單位(U),單位為U/g。

2)CS活性測(cè)定:粗酶液中加入pH 9 Tris-HCl、5,5′-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)、乙酰輔酶A、草酸;混勻后在412 nm處測(cè)定吸光值,每10 s記錄數(shù)據(jù),以每分鐘吸光值的變化為一個(gè)酶活性單位(U),單位為U/g。

3)cytACO和mitACO活性測(cè)定:分別取cytACO和mitACO酶液加入谷胱甘肽溶液于30 ℃環(huán)境中共培養(yǎng)1 h;隨后加入pH 7.5 Tris-HCl、NaCl和烏頭酸;混勻后在340 nm處測(cè)定吸光值,每10 s記錄數(shù)據(jù),以每分鐘吸光值的變化為一個(gè)酶活性單位(U),單位均為U/g。

4)NADP-ME活性測(cè)定:取NADP-ME粗酶液加入pH 7.4 Tris-HCl、MnSO4、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和蘋(píng)果酸充分混勻。上述體系于340 nm處測(cè)定吸光值,每10 s記錄數(shù)據(jù),以每分鐘吸光值的變化為一個(gè)酶活性單位(U),單位為U/g。

5)NAD-MDH活性測(cè)定:粗酶液加入pH 8.2 Tris-HCl、KHCO3、MgCl2、谷胱甘肽、煙酰胺腺嘌呤二核苷酸和草酸混勻。上述體系于340 nm處測(cè)定吸光值,每10 s記錄數(shù)據(jù),以每分鐘吸光值的變化定義為一個(gè)酶活性單位(U),單位為U/g。

1.8 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 9.2中的Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析,差異水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏果實(shí)病斑直徑和糖酸含量的變化

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)照組和接種組杏果實(shí)的病斑直徑均呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì),對(duì)照組杏果實(shí)病斑直徑小于接種組果實(shí)的病斑直徑(表1)。貯藏至第6天時(shí),接種組杏果的病斑直徑高達(dá)15.54 mm,而對(duì)照組的杏果實(shí)病斑直徑僅為6.96 mm。

表1 對(duì)照組和病害組杏果病斑直徑和可溶性糖及有機(jī)酸含量的變化Table 1 Changes of disease diameter, soluble sugars and organic acids in control and diseased apricots

杏果實(shí)共檢測(cè)到3種可溶性糖,分別為蔗糖、葡萄糖和果糖,其中蔗糖和葡萄糖的含量較高,這與Xi等[17]的研究結(jié)果一致。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),杏果實(shí)蔗糖含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。接種A.alternata促進(jìn)了杏果實(shí)蔗糖的降解,接種組杏果實(shí)蔗糖含量顯著低于對(duì)照組。杏果實(shí)葡萄糖的含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),葡萄糖的含量上升與蔗糖的降解密切相關(guān)。接種組杏果實(shí)葡萄糖含量較高,這與接種A.alternata促進(jìn)了杏果實(shí)蔗糖降解有關(guān)。對(duì)照組果糖含量整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),而接種組果糖含量整體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。綜上所述,接種A.alternata通過(guò)分解蔗糖產(chǎn)生葡萄糖和果糖進(jìn)而調(diào)控杏果實(shí)糖代謝。

共檢測(cè)到4種有機(jī)酸,分別為蘋(píng)果酸、檸檬酸、奎寧酸和莽草酸,其中蘋(píng)果酸和檸檬酸含量較高,這與Xi等[17]的研究結(jié)果一致。蘋(píng)果酸含量整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。與對(duì)照組相比,接種A.alternata促進(jìn)了蘋(píng)果酸的降解,杏果貯藏至第6天時(shí)蘋(píng)果酸含量?jī)H為1.93 mg/g。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),檸檬酸呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),接種A.alternata促進(jìn)了杏果實(shí)檸檬酸的降解?？鼘幩?、莽草酸含量較低,其中,奎寧酸含量呈現(xiàn)波動(dòng)變化,莽草酸在貯藏過(guò)程中變化不顯著。綜上所述,接種A.alternata會(huì)促進(jìn)果實(shí)有機(jī)酸的降解,主要是分解蘋(píng)果酸和檸檬酸。

2.2 CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)病害和品質(zhì)的影響

CK組、CP組和1-MCP組對(duì)杏果采后貯藏期間病害及品質(zhì)的影響結(jié)果見(jiàn)表2。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),杏果病害發(fā)生率逐漸上升。CP和1-MCP處理顯著抑制了杏果黑斑病的發(fā)病率,貯藏至第6天時(shí),對(duì)照組杏果的發(fā)病率高達(dá)100%,而CP組發(fā)病率僅為32.33%。這主要與CP具有高效殺菌的特點(diǎn)密切相關(guān)。失重率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì),貯藏至第6天時(shí),對(duì)照組失重率高達(dá)6.55%,與杏果發(fā)生嚴(yán)重的黑斑病密切相關(guān)。CP和1-MCP處理顯著抑制了杏果實(shí)的失水。隨著杏果實(shí)病害的加劇,果實(shí)的L值顯著下降,CP和1-MCP處理均有效抑制了果實(shí)L值的下降。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果實(shí)的a值呈現(xiàn)波動(dòng)變化,CP和1-MCP處理對(duì)果實(shí)a值影響不顯著。b值整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),CP和1-MCP處理顯著抑制了杏果實(shí)b值的下降。杏果實(shí)的硬度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),果實(shí)硬度下降至0.55 N,1-MCP和CP處理均能顯著抑制果實(shí)硬度的下降。TA含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)整體下降的趨勢(shì),SSC含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),CP和1-MCP處理均能延緩果實(shí)TA和SSC含量的下降。

表2 CP和1-MCP處理對(duì)杏果采后品質(zhì)的影響Table 2 Effects of CP and 1-MCP on the changes of quality attributes in apricots

2.3 CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)可溶性糖含量的影響

CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)可溶性糖含量的影響見(jiàn)圖1。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),蔗糖含量顯著下降,從59.61 mg/g降至23.32 mg/g。CP和1-MCP處理顯著抑制了蔗糖的降解。蔗糖與果實(shí)抗外界環(huán)境和微生物脅迫密切相關(guān),CP和1-MCP通過(guò)抑制蔗糖的降解可以顯著提高杏果對(duì)A.alternata的抵抗能力,進(jìn)一步抑制了黑斑病的發(fā)病率。杏果實(shí)葡萄糖含量也較高,對(duì)照組和CP組杏果實(shí)的葡萄糖含量呈現(xiàn)先下降后上升隨后下降的趨勢(shì),而1-MCP組葡萄糖含量呈現(xiàn)整體下降的趨勢(shì)。處理組杏果葡萄糖的含量低于對(duì)照組葡萄糖含量,這與蔗糖的降解密切相關(guān),對(duì)照組蔗糖降解迅速導(dǎo)致了葡萄糖的積累。杏果的果糖含量較低且整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),1-MCP和CP處理對(duì)杏果實(shí)果糖含量影響較小。貯藏前期,1-MCP抑制蔗糖降解的效果較好,這主要與1-MCP具有延緩杏果實(shí)衰老的特性有關(guān)。貯藏后期,CP抑制蔗糖降解效果較好,主要與CP殺菌性能相關(guān),通過(guò)殺菌抑制黑斑病的進(jìn)程進(jìn)而抑制蔗糖降解。

注:相同貯藏時(shí)間下,不同處理之間標(biāo)有不同字母的有顯著差異(P<0.05),下同。

2.4 CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)有機(jī)酸含量的影響

CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)有機(jī)酸含量的影響見(jiàn)圖2。蘋(píng)果酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),CP和1-MCP處理均顯著抑制了蘋(píng)果酸的降解。檸檬酸含量整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),CP和1-MCP處理均顯著抑制了檸檬酸含量的降解。研究表明,蘋(píng)果酸和檸檬酸是果實(shí)中的主要有機(jī)酸,也是植物三羧酸循環(huán)中的主要代謝物,參與了植物的呼吸代謝調(diào)控[5]。杏果實(shí)在遭受外界微生物脅迫后呼吸強(qiáng)度急劇上升,促進(jìn)了三羧酸循環(huán)從而導(dǎo)致檸檬酸和蘋(píng)果酸的降解。CP和1-MCP處理能夠抑制杏果實(shí)黑斑病的發(fā)生,通過(guò)調(diào)控三羧酸循環(huán)從而抑制了檸檬酸和蘋(píng)果酸的降解。杏果實(shí)中奎寧酸和莽草酸含量較低,在貯藏過(guò)程中,2種有機(jī)酸整體呈現(xiàn)波動(dòng)的變化。與對(duì)照組相比,1-MCP處理在貯藏前期可以提高奎寧酸和莽草酸的含量,CP處理在貯藏后期可以抑制杏果奎寧酸和莽草酸的降解。1-MCP為乙烯受體抑制劑,具有抑制杏果成熟衰老的特性,而CP主要作用為殺菌,通過(guò)抑制果實(shí)的腐爛進(jìn)而調(diào)控果蔬的成熟衰老。因此,1-MCP主要在貯藏前期和中期抑制果實(shí)有機(jī)酸的降解,而CP處理主要是在貯藏后期抑制有機(jī)酸的降解。

圖2 CP或1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)有機(jī)酸含量的影響Fig. 2 Effects of CP or 1-MCP treatments on the changes of organic acids

2.5 CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)糖代謝酶活性的影響

蔗糖是杏果中的主要糖組分之一,且蔗糖參與了植物的多種脅迫反應(yīng)[18]。杏果實(shí)蔗糖代謝相關(guān)酶活性的變化結(jié)果見(jiàn)圖3。AI和NI參與了蔗糖的降解反應(yīng),SS和SPS參與了蔗糖的合成反應(yīng)。AI和NI活性整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。貯藏前期和中期,CP和1-MCP處理顯著抑制了AI和NI酶的活性,其中1-MCP抑制轉(zhuǎn)化酶的效果更好,這與Liang等[19]的研究結(jié)果一致。研究表明,AI蛋白和基因的表達(dá)與果實(shí)抗逆境和微生物脅迫密切相關(guān),AI所調(diào)控的蔗糖降解參與了果實(shí)采后抗逆境脅迫的調(diào)控進(jìn)程[13,16]。SS的活性整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),而SPS活性整體變化相對(duì)比較平穩(wěn)。與對(duì)照組果實(shí)相比,CP和1-MCP處理組杏果實(shí)的SS活性較高,且處理組杏果實(shí)SPS活性貯藏第6天和第8天時(shí)均明顯高于對(duì)照組。SS和SPS利用組織中的葡萄糖和果糖進(jìn)一步合成蔗糖。與可溶性糖含量變化關(guān)聯(lián)分析,CP或1-MCP處理顯著抑制了蔗糖的降解,主要與處理組杏果較低的AI、NI酶活性以及較高的SS、SPS酶活性密切相關(guān)。

圖3 CP或1-MCP處理對(duì)糖代謝酶活性的影響Fig. 3 Effects of CP or 1-MCP treatments on activities of enzymes in sugar metabolisms

2.6 CP和1-MCP處理對(duì)杏果實(shí)有機(jī)酸代謝酶活性的影響

蘋(píng)果酸和檸檬酸是杏果實(shí)中的主要有機(jī)酸。PEPC和CS參與了杏果實(shí)檸檬酸的合成,而ACO參與檸檬酸的降解。杏果實(shí)PEPC活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì),處理組杏果在貯藏第4天時(shí)PEPC活性顯著高于對(duì)照組(圖4)。杏果實(shí)CS活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),貯藏中后期(6～8 d),CP和1-MCP處理顯著抑制了CS活性的下降。cytACO活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),CP和1-MCP組杏果實(shí)cytACO活性顯著低于對(duì)照組。mitACO活性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),1-MCP和CP處理均能顯著抑制mitACO活性。結(jié)合杏果采后檸檬酸含量的變化(圖2b),CP和1-MCP處理通過(guò)提高PEPC和CS的活性,抑制cytACO和mitACO的活性進(jìn)而抑制杏果實(shí)檸檬酸的降解。PEPC和NAD-MDH參與蘋(píng)果酸的合成,而NADP-ME參與蘋(píng)果酸的降解反應(yīng)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),NAD-MDH活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。與對(duì)照組相比,1-MCP和CP顯著提高了NAD-MDH的活性。NADP-ME活性整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),對(duì)照組、CP組和1-MCP組的NADP-ME活性均在貯藏第4天達(dá)到最大值。CP和1-MCP處理均顯著抑制了NADP-ME活性。結(jié)合杏果實(shí)貯藏期間蘋(píng)果酸含量的變化(圖2a),CP和1-MCP處理通過(guò)提高PEPC和NAD-MDH活性并抑制NADP-ME活性從而抑制杏果實(shí)蘋(píng)果酸的降解。

圖4 CP或1-MCP處理對(duì)有機(jī)酸代謝酶活性的影響Fig. 4 Effects of CP or 1-MCP treatments on activities of enzymes in organic acid metabolisms

3 結(jié) 論

本研究首先確定杏果黑斑病發(fā)病過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致可溶性糖和有機(jī)酸含量的變化,并確定了采用1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)和低溫等離子體(CP)處理可以有效抑制杏果實(shí)采后黑斑病的發(fā)病率、延緩果實(shí)軟化和失水并維持較好的色澤。具體結(jié)論如下:

1)CP和1-MCP處理可以通過(guò)調(diào)控杏果實(shí)采后糖酸代謝影響果實(shí)的抗病性,這主要與CP和1-MCP處理延緩了蔗糖、檸檬酸和蘋(píng)果酸的降解密切相關(guān)。

2)對(duì)于糖代謝,CP和1-MCP處理通過(guò)抑制酸性轉(zhuǎn)化酶和中性轉(zhuǎn)化酶的活性,并提高蔗糖合酶和蔗糖磷酸合酶的活性,從而抑制了杏果實(shí)蔗糖的降解。對(duì)于檸檬酸代謝,CP和1-MCP處理通過(guò)提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和檸檬酸合酶的活性,并抑制細(xì)胞質(zhì)烏頭酸酶和線粒體烏頭酸酶的活性,進(jìn)而抑制檸檬酸的降解。對(duì)于蘋(píng)果酸代謝,CP和1-MCP處理提高了PEPC和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸-蘋(píng)果酸脫氫酶的活性,并抑制了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸-蘋(píng)果酸酶的活性,從而抑制蘋(píng)果酸的降解。

綜上所述,CP抑制杏果采后黑斑病主要與其殺菌性能及抑制杏果糖酸降解密切相關(guān);1-MCP處理主要通過(guò)提高蔗糖、檸檬酸和蘋(píng)果酸的含量提高了杏果實(shí)采后對(duì)黑斑病的抗性。