蓮藕休眠過程中的酶活性動(dòng)態(tài)變化分析

摘要：為探究蓮藕休眠期酶活性變化，選擇‘錦旗、‘白碗蓮、‘迎賓芙蓉、‘嬌客三變4個(gè)中小型荷花品種為試材，分析多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）在整個(gè)儲(chǔ)藏過程中的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明：PPO和POD都呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)，真休眠期階段強(qiáng)迫休眠又呈下降趨勢(shì)，POD在萌芽松動(dòng)期階段又開始上升。不同藕蓮品種酶活性差異較大，但在變化趨勢(shì)在不同階段表現(xiàn)相同。

關(guān)鍵詞：休眠；蓮藕：多酚氧化酶；過氧化物酶

荷花根據(jù)不同使用價(jià)值可分為花蓮、子蓮和藕蓮，蓮藕是藕蓮的地下可食根莖，也是我國(guó)栽培面積最大的水生蔬菜，又被成為蓮菜、藕、荷藕等。因其富含多酚、淀粉、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)成分，又具有解酒、抗疲勞、降血壓等生理作用，因此市場(chǎng)需求持續(xù)增加。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)蓮藕休眠過程的研究集中在營(yíng)養(yǎng)成分、保質(zhì)保鮮上，研究表明蓮藕休眠期共有三個(gè)階段：成熟前期、真休眠期、萌芽松動(dòng)期。管志濤對(duì)四個(gè)品種的營(yíng)養(yǎng)成分研究表明：荷花的營(yíng)養(yǎng)成分在休眠期先上升后下降。程婷婷對(duì)不同地區(qū)的12份蓮藕的營(yíng)養(yǎng)成分研究表明：不同地區(qū)的蓮藕營(yíng)養(yǎng)成分存在顯著差異。但是對(duì)休眠過程中的酶活性研究甚少。因此，本研究擬對(duì)蓮藕休眠期內(nèi)六個(gè)月的酶活性進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，以期為蓮藕的儲(chǔ)藏、加工提供試驗(yàn)依據(jù)。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1試驗(yàn)材料：供試材料采挖與范縣陳莊鄉(xiāng)荷花種植基地，品種分別為‘錦旗、‘白碗蓮、‘迎賓芙蓉、‘嬌容三變4個(gè)中小型荷花品種，種植3年以上，分別引種于自白洋淀荷花大觀園、連云港水生植物種植基地、武漢磨山植物園。蓮藕生長(zhǎng)期（4-9月）觀察地上部分長(zhǎng)勢(shì)，確定健康良好植株作為采樣株，待地上植株枯萎開始挖，采收蓮藕。

采藕時(shí)選取主地下莖第一節(jié)，四個(gè)品種各選取四株。采樣時(shí)間定于2023年9月至2024年2月，每月10日定期采樣，清洗干凈后放于冰盒內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室。再次清洗后刮皮、稱重、切片，放置液氮中冷凍30min，取出后保存在超低溫冰箱內(nèi)，以備各項(xiàng)理化指標(biāo)的測(cè)定。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1制備提取液：稱取四個(gè)品種各1g，放置研缽內(nèi)，加入1ml磷酸緩沖液（0.2mol/L），冰浴研磨成泥，再用5ml緩沖液沖洗，導(dǎo)入離心管，在4℃離心機(jī)（12000轉(zhuǎn)/min）內(nèi)離心20nun，抽取上清液，測(cè)定酶活性。

1.2.2測(cè)定PPO活性：保持溫度在25℃上下，以3mL鄰苯二酚溶液為多酚氧化酶活性測(cè)定液。在裝有鄰苯二酚溶液的比色皿中加入0.5mL水作為空白對(duì)照，在裝有鄰苯二酚溶液的比色皿中加入加0.5mL粗酶提取液，10s后開始掃描2min內(nèi)398nm處每10s的吸光值變化，酶活性以1克重每分鐘吸光值變化為一個(gè)單元（U），酶活性以U.min-1·g-1FW表示。

1.2.3測(cè)定POD活性：水浴鍋保持32℃左右，用2mL1％愈創(chuàng)木酚溶液和1mL0.3％HzO2為測(cè)定液并裝入比色皿中，其中一個(gè)加0.5mL水為空白對(duì)照，其余比色皿加入四個(gè)品種的0.5mL粗酶提取液，在水浴鍋內(nèi)放置5min。15s后開始掃描2min內(nèi)470nm處每10s吸光值變化，采用愈創(chuàng)木酚法，用2mL愈創(chuàng)木酚溶液、1mLHzO2、0.5mL水的混合液為空白對(duì)照，在試管中加2mL1％愈創(chuàng)木酚溶液，0.5ml粗酶提取液后，在32℃水浴平衡5min，然后加入1mL0.3％H2O2，15s后掃描2min內(nèi)470nm處每10s吸光值變化。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用spss8.0軟件處理，采用數(shù)據(jù)3次重復(fù)的平均值。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1蓮藕多酚氧化酶活性的變化動(dòng)態(tài)：在蓮藕呼吸系統(tǒng)中起作用的多酚氧化酶（PPO）是末端氧化酶，其參與了蓮藕塊莖的呼吸作用。四個(gè)蓮藕品種六個(gè)月內(nèi)的PPO活性的變化動(dòng)態(tài)如圖1所示，白碗蓮、迎賓芙蓉和錦旗的PPO活性在短期下降后有所增加，白碗蓮和迎賓芙蓉的峰值在1月出現(xiàn)，而錦旗的峰值在12月份出現(xiàn)。最高點(diǎn)之后三個(gè)藕蓮品種PPO逐漸下降。通過物候期觀察，嬌容三變?yōu)樵缡炫海厣喜糠挚菸缬谄渌贩N，故嬌容三變的酶活性從采樣時(shí)期就開始增加，峰值也于11月最早期出現(xiàn)。結(jié)合四個(gè)品種的物候期及PPO變化發(fā)現(xiàn)，多酚氧化酶活性呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)，真休眠期階段強(qiáng)迫休眠又呈下降趨勢(shì)。

9月份蓮藕采挖后，還未完全進(jìn)入成熟期，但其生長(zhǎng)緩慢，淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量剛剛積累，新陳代謝緩慢，促使PPO下降。之后蓮藕莖成熟，新陳代謝促使呼吸增強(qiáng)，PPO活性提升。進(jìn)入真休眠期后，呼吸作用雖然減弱，但呼吸系統(tǒng)依靠多酚氧化酶調(diào)節(jié)，因此PPO活性表現(xiàn)更強(qiáng)直到頂峰。萌芽松動(dòng)期時(shí)，其他酶參與了呼吸系統(tǒng)，調(diào)節(jié)新陳代謝，PPO活性降低。因此，多酚氧化酶活性參與塊狀莖的休眠，并起著重要作用。

2.2蓮藕過氧化物酶活性的變化動(dòng)態(tài)：過氧化物酶（POD）廣泛存在于植物之中，作為氧化還原酶其參與了植物的整個(gè)生理過程，POD的活性程度密切影響到植物的休眠過程。圖2反應(yīng)了4個(gè)品種在9月至翌年2月POD活性的變化動(dòng)態(tài)。如圖所示，因嬌容三變?yōu)樵缡炱贩N，自采挖開始，嬌容三變的POD活性呈上升趨勢(shì)，到十月份達(dá)到頂峰，隨后逐漸下降，到12月份降至低峰值后再次上升。其它三個(gè)品種則呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)，但因品種成熟程度不同，達(dá)到最高點(diǎn)峰值時(shí)間也不同。四個(gè)品種都在低峰值后又開始上升，是因?yàn)樯徟航?jīng)歷了成熟前期、真休眠期、萌芽松動(dòng)期三個(gè)階段，在成熟前期之前的形態(tài)建成時(shí)期，POD活性短期下降，進(jìn)入真休眠期逐漸上升達(dá)到頂峰，隨后下降，進(jìn)入萌芽松動(dòng)期時(shí)POD活性又開始上升。如圖所示POD活性規(guī)律雖然相同，但通過蓮藕整個(gè)生長(zhǎng)期及儲(chǔ)存期發(fā)現(xiàn)，品種間的POD活性差異很大。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論：植物的器官、組織和細(xì)胞分化的過程都有植物POD、PPO等參與。蓮藕形態(tài)建成末期到后熟初期生長(zhǎng)緩慢，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累剛剛開始，PPO和POD的酶活性低。蓮藕成熟前期營(yíng)養(yǎng)成分含量不斷增加，促使了POD活性、蓮藕呼吸和代謝也增強(qiáng)，從而平衡了活性氧自由基的代謝，使植物體能抵御嚴(yán)寒，安全越冬，抗御了膜脫脂和膜質(zhì)過氧化。

植物的新陳代謝受酶活性的影響。植物體的理化特性變化具體反映為酶活性的變化，而PPO和POD活性的變化更與塊莖的休眠有關(guān)。雖然品種間酶活性有較大差異，但同一種酶在同一階段表現(xiàn)出類似的變化趨勢(shì)。伴隨著時(shí)間的積累，藕莖成熟度增加，荷花的代謝功能旺盛，PPO和POD活性表現(xiàn)為先下降后增加的態(tài)勢(shì)。進(jìn)入真休眠期后，荷花的新陳代謝變慢，PPO調(diào)節(jié)蓮藕的呼吸代謝，參與蓮藕休眠期的呼吸代謝還有其他酶系統(tǒng)，此時(shí)過氧化物酶受壓制下降，多酚氧化酶活性因在低溫期發(fā)揮重要作用，則呈增強(qiáng)狀態(tài)。

3.2討論：研究過程中發(fā)現(xiàn)，雖然蓮藕品種的自身基因型影響了休眠特征，但溫度和儲(chǔ)藏環(huán)境對(duì)休眠期的影響同樣廣泛，如水藏、沙藏、裸露儲(chǔ)藏及大田儲(chǔ)藏，對(duì)其休眠期的影響不同。同時(shí)，由于研究品種較少，采挖間隔期較長(zhǎng)等因素，使得休眠期的劃分、休眠期的影響深度等特征劃分不夠明顯。筆者人文，應(yīng)擴(kuò)大研究范圍，進(jìn)一步研究蓮藕休眠期的理化特性，從而更深度的掌握蓮藕的休眠機(jī)理，為蓮藕的儲(chǔ)藏提供數(shù)據(jù)支撐依據(jù)。