蔡修臻，龐廣昌*

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

貯藏溫度對(duì)哈密瓜蔗糖代謝途徑中14種酶活性的影響

蔡修臻，龐廣昌*

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134）

為了系統(tǒng)研究哈密瓜在不同貯藏溫度條件下的蔗糖積累和呼吸代謝情況，在不同貯藏溫度（0、5、10、15、20、25、30、35、40、45 ℃）測(cè)定哈密瓜外果皮、內(nèi)果皮、外果肉、中果肉、內(nèi)果肉5個(gè)部位蔗糖、乳酸、呼吸代謝途徑中14種酶的基因表達(dá)活性及其變化情況。結(jié)果表明：哈密瓜果實(shí)5個(gè)部位中蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶活性最高，其活性大小依次為：內(nèi)果皮＞外果肉＞外果皮＞中果肉＞內(nèi)果肉；哈密瓜在5 ℃貯藏時(shí)，包括蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶的14種酶的活性均處于最低水平，可見(jiàn)5 ℃可有效地控制蔗糖代謝，是哈密瓜的最適貯藏溫度。

貯藏溫度；哈密瓜；蔗糖代謝；酶活性；呼吸作用

溫度影響生物的生理反應(yīng)、基礎(chǔ)代謝以及基因的表達(dá)，對(duì)采收后果實(shí)生理代謝的影響尤其重要。低溫可以有效地抑制果實(shí)的呼吸代謝，延長(zhǎng)貯藏期，但溫度過(guò)低又會(huì)使果實(shí)組織損傷，代謝紊亂?，F(xiàn)在越來(lái)越多的研究證明經(jīng)熱處理后果實(shí)的貯藏效果更佳[1-3]，但其機(jī)理研究較少。溫度對(duì)果實(shí)機(jī)體代謝以及基因的表達(dá)等產(chǎn)生的影響值得科研人員深入探究。溫度的變動(dòng)影響了果實(shí)呼吸代謝途徑中酶的基因表達(dá)量，因此了解果實(shí)貯藏過(guò)程呼吸代謝途徑中關(guān)鍵控制酶，進(jìn)而深入研究這些關(guān)鍵酶的信號(hào)途徑及其信號(hào)分子對(duì)果實(shí)貯藏條件優(yōu)化、確保果實(shí)貯藏質(zhì)量的影響具有重要的意義。既可達(dá)到貯藏目的，又可保證貯藏之后果實(shí)的品質(zhì)，為果實(shí)的貯藏保鮮開(kāi)辟一條新途徑。

哈密瓜屬葫蘆科甜瓜屬一年生蔓性草本植物，主要生產(chǎn)區(qū)在新疆。哈密瓜以其優(yōu)良的品質(zhì)、獨(dú)特的風(fēng)味、豐富的營(yíng)養(yǎng)聞名國(guó)內(nèi)外，成為當(dāng)前國(guó)際市場(chǎng)上的暢銷果品。然而由于哈密瓜生產(chǎn)地域性和季節(jié)性極強(qiáng)，采收后哈密瓜表皮易出現(xiàn)凹陷斑，易發(fā)生腐爛變質(zhì)，影響哈密瓜的食用品質(zhì)和商品價(jià)值。因此對(duì)哈密瓜采后貯藏運(yùn)輸過(guò)程中保鮮技術(shù)的研究顯得尤為重要。目前對(duì)于哈密瓜的貯藏保鮮問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外均有一些相關(guān)研究，采用低溫冷藏[4-6]、氣調(diào)貯藏[7]、涂膜保鮮[8-9]、化學(xué)抑菌劑[10-11]以及采前套袋[12]等方法達(dá)到哈密瓜貯藏保鮮的目的。但對(duì)于哈密瓜貯藏過(guò)程中的呼吸代謝和代謝控制的研究較少。哈密瓜果實(shí)形體較大，果肉較厚，是進(jìn)行不同組織間代謝物信息交流和信號(hào)傳遞研究的優(yōu)質(zhì)材料。Moing等[13]研究發(fā)現(xiàn)甜瓜不同組織間物質(zhì)代謝對(duì)其營(yíng)養(yǎng)和感官品質(zhì)有重大影響，但國(guó)內(nèi)外對(duì)于哈密瓜代謝途徑中酶活性的研究未見(jiàn)報(bào)道，因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同貯藏溫度的哈密瓜蔗糖流通和呼吸代謝途徑中14種酶的基因表達(dá)量進(jìn)行研究，旨在尋找哈密瓜貯藏過(guò)程中的關(guān)鍵性控制酶，為優(yōu)化哈密瓜的貯藏保鮮方法和新型保鮮劑的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

哈密瓜8601，從新疆哈密瓜原產(chǎn)地采摘后，選取無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)病蟲(chóng)害、大小均勻、成熟度一致的優(yōu)質(zhì)哈密瓜貯藏備用。

三羥甲基氨基甲烷（Tris）、4-羥乙基哌嗪乙磺酸（4-(2-hydroxyerhyl) piperazine-1-erhaesulfonicacid HEPES）、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA） 美國(guó)Amresco公司；NAD、NADP、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、一磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、NADH、NADPH、磷酸烯醇丙酮酸、3-磷酸甘油酸、3-磷酸甘油醛、6-磷酸果糖、1,6-二磷酸果糖、丙酮酸 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

3K15高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)Sigma公司；J2-21高速冷凍離心機(jī) 美國(guó)Beckman公司；HVE-50哈雅瑪高壓滅菌器 日本Hirayama Manufacturing公司；752型紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；Fluoroskan Ascent FL熒光-化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀 美國(guó)Thermo公司。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

0.1 mol/L PBS：稱取NaCl 9 g、NaH2PO4·2H2O 0.4 g、Na2HPO4·12H2O 6 g溶于1 000 mL蒸餾水中，調(diào)pH值至7.0；0.1 mol/L HEPES：稱取HEPES 23.831 g溶于1 000 mL蒸餾水中，分裝4份分別調(diào)pH值至6.8、7.2、7.4、7.6，用于不同酶活力的測(cè)定；50 mmol/L Tris-HCl：稱取6.057 g Tris溶于1 000 mL蒸餾水中，分裝4份分別調(diào)pH值至6.8、7.2、7.4、7.8，用于不同酶活力的測(cè)定。

1.3.2 樣本制備

將哈密瓜放于自制的P P材質(zhì)氣調(diào)箱（25 cm×43 cm×19.5 cm）中，氣調(diào)比例[7]為5% O2＋2% CO2。采用微型實(shí)驗(yàn)冷庫(kù)控制溫度，溫度設(shè)置為0、5、10、15、20、25、30、35、40、45 ℃，氣調(diào)貯藏24 h，每個(gè)溫度設(shè)3個(gè)平行，取出后按哈密瓜中間部位2 cm厚沿赤道平面切開(kāi)，從瓜皮向瓜心取樣，將哈密瓜分為外果皮、內(nèi)果皮、外果肉、中果肉、內(nèi)果肉5個(gè)部分，分別對(duì)應(yīng)于圖1[13]的1、2、3、4、5，用液氮迅速冷凍，并于－80 ℃條件貯藏。

圖1 哈密瓜分割圖[13]Fig.1 Schematic diagram for preparation of melon flesh samples in an equatorial disk[13]

1.3.3 粗酶液的制備

稱取樣品10 g左右，加30 mL提取液（含100 mmol/L Tris-HCl、pH 7.5、8 mmol/L MgCl2、2 mmol/L EDTA、12.5%（V/V）甘油、0.5g/100 mL聚乙烯吡咯烷酮、50 mmol/L β-巰基乙醇），在冰浴條件下研磨，勻漿后將勻漿液全部轉(zhuǎn)移入離心管，以10 000×g、4 ℃離心10 min，收集上清液，低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 酶的基因表達(dá)活性的測(cè)定方法

采用酶偶聯(lián)[14]法測(cè)定蔗糖代謝途徑中相關(guān)酶的基因表達(dá)活性。該法利用NADH和NADPH 均在波長(zhǎng)340 nm處有光吸收，且均能產(chǎn)生熒光，激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為340 nm和460 nm，而NAD+和NADP+則無(wú)此特性的原理將待測(cè)酶反應(yīng)和這兩個(gè)脫氫反應(yīng)偶聯(lián)在一起，用熒光-化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)熒光值的變化速率計(jì)算出相應(yīng)酶的活力。酶基因表達(dá)活性的單位為：’mmol NADH或NADPH/（min·mg pro），用U/g表示。

不同溫度對(duì)酶活性和酶的表達(dá)量都有影響，而機(jī)體內(nèi)的酶活性較難準(zhǔn)確測(cè)定。在保持測(cè)定條件一致，底物濃度足夠高時(shí)，酶濃度（酶的基因表達(dá)量）與酶催化的反應(yīng)速率呈正比。因此本實(shí)驗(yàn)將不同溫度條件下制備的樣本都在25 ℃時(shí)測(cè)定酶的活性，用酶的比活力表示不同溫度條件下酶的基因表達(dá)活性。酶的反應(yīng)體系參照Pierce等[15]的方法，測(cè)定時(shí)先加入反應(yīng)體系，后加入適量稀釋的粗酶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)。不加樣品液的反應(yīng)體系（只含底物、輔因子和偶聯(lián)酶）作為對(duì)照，同時(shí)做3個(gè)平行。用熒光檢測(cè)儀進(jìn)行動(dòng)力學(xué)檢測(cè)，動(dòng)力學(xué)間隔為15 s，持續(xù)3 min。

測(cè)定的14種酶分別為：蔗糖轉(zhuǎn)化酶（sucrose invertase，INV）、6-磷酸葡萄糖脫氫酶（glucose-6-phosphate dehydrogenase，G6PDH）、己糖激酶（h e x o k i n a s e，H K）、磷酸果糖激酶（phosphofructokinase，PFK）、醛縮酶（aldolase，ALD）、磷酸丙糖異構(gòu)酶（triosephosphate isomerase，TPI）、3-磷酸甘油醛脫氫酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH）、磷酸甘油酸激酶（phosphoglycerate kinase，PGK）、丙酮酸激酶（pyruvate kinase，PK）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）、丙酮酸脫氫酶復(fù)合物（pyruvate dehydrogenase complex，PDHC）、異檸檬酸脫氫酶（isocitrate dehydrogenase，ICDH）、α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物（α-ketoglutarate dehydrogenase complex，α-KGDHC）、蘋(píng)果酸脫氫酶（malate dehydrogenase，MDH）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度哈密瓜不同部位14種酶基因表達(dá)活性變化

2.1.1 哈密瓜外果皮14種酶基因表達(dá)活性變化

圖2 不同貯藏溫度哈密瓜外果皮中14種酶的基因表達(dá)活性Fig.2 The activities of 14 enzymes in epicarp at different temperatures

哈密瓜中可溶性糖含量最高的是蔗糖，占60%以上[16]。蔗糖含量是甜瓜果實(shí)糖分高低的主要決定因子[17-18]。在哈密瓜的貯藏過(guò)程中控制哈密瓜的蔗糖分解，降低糖類消耗顯得尤為重要。由圖2可以看出，哈密瓜的外果皮部位，隨著溫度的變化，蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶的活力比其他12種酶的活力高，蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶都有極顯著性差異（P＜0.01），大多數(shù)酶的基因表達(dá)活性在10 U/g左右。蔗糖轉(zhuǎn)化酶的波動(dòng)較大，其中活性最低的是5 ℃，最高的是45 ℃，兩者差值為86.61 U/g，差異極顯著（P＜0.01），乳酸脫氫酶的變化趨勢(shì)與蔗糖轉(zhuǎn)化酶基本相似。在0 ℃時(shí)，除了蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶以外，磷酸丙糖異構(gòu)酶的活力也較高為27.36 U/g?？傮w來(lái)看，在5 ℃時(shí)14種酶的基因表達(dá)活性較低，45 ℃時(shí)酶的活性都較高。在10、20、45 ℃時(shí)，醛縮酶也表現(xiàn)出較強(qiáng)的活性，45 ℃時(shí)最高為46.54 U/g，從圖2b、c和d可以看出其他酶的基因表達(dá)活性都在20 U/g左右。

2.1.2 哈密瓜內(nèi)果皮14種酶基因表達(dá)活性變化

圖3 不同貯藏溫度哈密瓜內(nèi)果皮中14種酶的基因表達(dá)活性Fig.3 The activities of 14 enzymes in endocarp at different temperatures

由圖3可知，在哈密瓜的內(nèi)果皮中，隨著溫度的升高蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶的基因表達(dá)活性顯著高于其他12種酶的活性，蔗糖轉(zhuǎn)化酶的基因表達(dá)活性在不同溫度間的波動(dòng)較大，最高的是0 ℃，最低的是5 ℃，其差值為132.1 U/g，在5～15 ℃之間蔗糖轉(zhuǎn)化酶的基因表達(dá)活性不斷上升，15～30 ℃時(shí)略有下降，有研究發(fā)現(xiàn)植物受到一些非生物和生物脅迫后蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性顯著升高[4]。其次活力較高的是乳酸脫氫酶，乳酸脫氫酶在0 ℃時(shí)達(dá)到最高值103.34 U/g，在5 ℃時(shí)顯著降低（P＜0.01），5～15 ℃之間略有升高，此后基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，波動(dòng)的范圍是45.95 ～74.88 U/g。在0 ℃時(shí)除蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶外，丙酮酸激酶、磷酸丙糖異構(gòu)酶、磷酸甘油酸激酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶的活性也達(dá)到最高值。在15 ℃時(shí)丙酮酸激酶的活力較5 ℃顯著升高（P＜0.05）。當(dāng)20 ℃時(shí)醛縮酶的基因表達(dá)量顯著升高，之后隨溫度的升高呈先下降后又上升的趨勢(shì)。

2.1.3 哈密瓜外果肉14種酶的基因表達(dá)活性變化

圖4 不同貯藏溫度哈密瓜外果肉中14種酶的基因表達(dá)活力Fig.4 The activities of 14 enzymes in outer pulp at different temperatures

哈密瓜果肉多數(shù)為橘紅色，有少數(shù)為白色、黃紅色或青色，因品種各異。本實(shí)驗(yàn)中哈密瓜8601果肉為橘紅色。如圖4所示，在哈密瓜的外果肉中蔗糖轉(zhuǎn)化酶在各溫度間的差異較大。蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性最高的是15 ℃，最低的是5 ℃，差異極顯著（P＜0.01）。此部位乳酸脫氫酶的變化較小，變幅為19.86 U/g。在0 ℃和15 ℃時(shí)丙酮酸激酶的活性顯著升高，分別為43.46 U/g和35.28 U/g。醛縮酶的活性隨溫度變化而發(fā)生波動(dòng)，但波動(dòng)范圍較小，一直介于10～35 U/g之間。在0 ℃時(shí)磷酸丙糖異構(gòu)酶、磷酸甘油酸激酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶活性為最高值，表明低溫脅迫時(shí)酶的基因表達(dá)活性顯著升高[19-20]。在45 ℃時(shí)3-磷酸甘油醛脫氫酶和己糖激酶的基因表達(dá)活性顯著升高（P＜0.05），有研究[21]顯示植物中3-磷酸甘油醛脫氫酶在熱激及能量供應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。

2.1.4 哈密瓜中果肉14種酶的基因表達(dá)活性變化

圖5 不同貯藏溫度哈密瓜中果肉中14種酶的基因表達(dá)活性Fig.5 The activities of 14 enzymes in middle pulp at different temperatures

由圖5可知，哈密瓜的中果肉部位蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶仍然是基因表達(dá)活性最高的兩種酶，與其他12種酶相比差異顯著。蔗糖轉(zhuǎn)化酶在整個(gè)溫度變化中處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，變幅為19.71 U/g。乳酸脫氫酶在整個(gè)過(guò)程中變化也不顯著，波動(dòng)范圍在23.01～36.34 U/g，各溫度之間無(wú)顯著性差異。由圖5b、c和d可以看出，在0、10、15、20 ℃時(shí)丙酮酸激酶活性較高，溫度高于25 ℃時(shí)醛縮酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶、己糖激酶的活性略有升高，其他溫度條件下各種酶的基因表達(dá)活性都處于較低水平，都在10 U/g以下。

2.1.5 哈密瓜內(nèi)果肉14種酶的基因表達(dá)活性變化

內(nèi)果肉是離種子腔最近的部位，也是哈密瓜中質(zhì)地最細(xì)膩的部位。由圖6可以看出，蔗糖轉(zhuǎn)化酶的活性略有波動(dòng)，但范圍較小，酶的基因表達(dá)活性介于40～60 U/g之間。乳酸脫氫酶的基因表達(dá)活力只有在5 ℃時(shí)略低，為18.45 U/g，其他溫度基本處于平穩(wěn)狀態(tài)，各溫度之間無(wú)顯著性差異。在0 ℃時(shí)活性較高的仍然是丙酮酸激酶、磷酸甘油酸激酶、磷酸丙糖異構(gòu)酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶。丙酮酸激酶在0 ℃時(shí)活性最高，5 ℃時(shí)降到最低，此后基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。醛縮酶隨溫度的升高而有升高趨勢(shì)，從圖6b、c和d可以看出，其他酶的活性基本在10 U/g以下，均無(wú)顯著性差異。在內(nèi)果肉這個(gè)部位各種酶的活性都基本處于穩(wěn)定狀態(tài)且相對(duì)較低，尤其是蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶，說(shuō)明在這個(gè)部位蔗糖代謝較緩慢。

圖6 不同貯藏溫度哈密瓜內(nèi)果肉中14種酶的基因表達(dá)活性Fig.6 The activities of 14 enzymes in inner pulp at different temperatures

2.2 哈密瓜不同組織間14種酶基因表達(dá)活性比較

表1 不同組織間14種酶的基因表達(dá)活性比較Table1 Comparisons ofU/g

在貯藏過(guò)程中蔗糖代謝越緩慢越有利于哈密瓜的貯藏保鮮，從前面的分析中可以看出，14種酶的基因表達(dá)量最低的是5 ℃，為此，本實(shí)驗(yàn)對(duì)哈密瓜5 ℃時(shí)14種酶的基因表達(dá)量進(jìn)行不同組織間的比較，研究不同組織間的信號(hào)傳遞和信息交流。

從表1可以看出，哈密瓜不同組織間酶含量差異顯著，中果肉和內(nèi)果肉酶基因表達(dá)活性有顯著性差異的較少，且酶含量相對(duì)較低，內(nèi)果皮中酶含量一般比其他部位高，尤其是己糖激酶和蔗糖轉(zhuǎn)化酶，各部位間的蔗糖代謝并非處于同一狀態(tài)。在同一組織各種酶基因表達(dá)量也有顯著性差異，不同組織中酶含量較高的都是蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶，在外果皮和內(nèi)果皮中丙酮酸脫氫酶復(fù)合物、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合物、蘋(píng)果酸脫氫酶等含量都較高，可見(jiàn)在果皮中呼吸代謝較為旺盛。丙酮酸激酶在不同組織中活性差別不大，在哈密瓜不同組織中酶含量都較高的是：蔗糖轉(zhuǎn)化酶、乳酸脫氫酶、6-磷酸葡萄糖脫氫酶和醛縮酶。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了哈密瓜不同貯藏溫度條件下蔗糖、乳酸和呼吸代謝途徑中14種酶的基因表達(dá)活性，并對(duì)哈密瓜不同組織中蔗糖、乳酸和呼吸代謝的酶含量進(jìn)行比較。結(jié)果表明：5 ℃時(shí)14種酶的基因表達(dá)量最低，呼吸代謝緩慢，證明5 ℃是最佳保鮮與貯藏溫度，這對(duì)于優(yōu)化哈密瓜的貯藏條件具有一定的指導(dǎo)意義。蔗糖轉(zhuǎn)化酶催化蔗糖和葡萄糖之間的轉(zhuǎn)化，在呼吸、分解和合成代謝中具有重要意義[22]；乳酸脫氫酶是控制呼吸、氧化磷酸化等合成與分解代謝的關(guān)鍵酶，催化丙酮酸還原為乳酸，所需氫原子由NADH＋H+離子提供，而NADH＋H+在氧化磷酸化、呼吸代謝和基礎(chǔ)代謝與控制相關(guān)基因的表達(dá)及調(diào)控與表觀遺傳修飾中發(fā)揮關(guān)鍵作用[23-25]，另外6-磷酸葡萄糖脫氫酶在磷酸戊糖合成途徑中發(fā)揮重要作用，醛縮酶也是糖酵解途徑中的關(guān)鍵酶，這些酶都對(duì)蔗糖流通和呼吸代謝起關(guān)鍵控制作用。從代謝途徑中可以看出丙酮酸是聯(lián)系糖酵解、三羧酸循環(huán)和乳酸代謝的關(guān)鍵物質(zhì)[26]，在整個(gè)溫度變化過(guò)程中丙酮酸脫氫酶一直處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，說(shuō)明該酶構(gòu)成多條代謝途徑的核心，是哈密瓜維持基礎(chǔ)代謝所必須的，在任何溫度條件下首先要保持足夠大的穩(wěn)定性，推測(cè)它可能是保持哈密瓜基礎(chǔ)代謝不受損傷或喪失基礎(chǔ)代謝能力的基礎(chǔ)。哈密瓜不同組織間呼吸、合成與分解代謝處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，降低其關(guān)鍵酶（差異最大的酶）是維護(hù)其動(dòng)態(tài)平衡，減少基礎(chǔ)代謝和組織之間的流通的重要保證。不同溫度、不同部位基因表達(dá)活性越高、差異越顯著的酶，越能說(shuō)明這些酶就是控制代謝交互關(guān)系的關(guān)鍵。研究結(jié)果表明，各組織中基因表達(dá)活性最高的是蔗糖轉(zhuǎn)化酶和乳酸脫氫酶，其活性大小依次為：內(nèi)果皮＞外果肉＞外果皮＞中果肉＞內(nèi)果肉。在清楚地了解了哈密瓜蔗糖、乳酸和呼吸代謝途徑中各種酶基因表達(dá)活性的大小之后，可為呼吸代謝控制的深入研究，關(guān)鍵酶信號(hào)途徑和信號(hào)分子的探索以及新型保鮮劑的研究提供重要參數(shù)。這些研究結(jié)果對(duì)于哈密瓜貯藏條件的優(yōu)化，貯藏過(guò)程中的代謝研究與控制具有一定的參考價(jià)值，為哈密瓜的貯藏保鮮提供一條新途徑。

[1] 毛曉英, 吳慶智, 李寶坤, 等. 熱處理對(duì)新疆哈密瓜采后貯藏特性的研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(12): 491-493.

[2] 袁莉, 畢陽(yáng), 葛永紅, 等. 采后熱處理對(duì)厚皮甜瓜貯藏品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué), 2010, 31(20): 421-424.

[3] 李健, 張萌, 李麗萍, 等. 熱處理對(duì)草莓品質(zhì)與活性氧代謝影響的多變量解析[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(16): 306-310.

[4] 張保才. “風(fēng)味4號(hào)”甜瓜果實(shí)糖積累及采后生理代謝研究[D]. 武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.

[5] 斯越秀, 胡妙君, 汪財(cái)生, 等. 貯藏溫度對(duì)哈密瓜“黃皮9818”采后營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(2): 210-212.

[6] CHEN Jiluan, ZHANG Jing, SONG Lijun. Changes in microorganism, enzyme, aroma of Hami melon (Cucumis melo L.) juice treated with dense phase carbon dioxide and stored at 4 ℃[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 2010, 11(4): 623-629.

[7] 李萍, 車?guó)P斌, 胡柏文. 氣調(diào)貯藏不同氣體比例對(duì)哈密瓜86-1貯期品質(zhì)及生理活性的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 47(1): 104-109.

[8] 胡少華, 張立宇, 楊超, 等. 哈密瓜涂膜保鮮技術(shù)應(yīng)用初報(bào)[J]. 農(nóng)村科技, 2010(4): 55-56.

[9] CONG Fengsong, ZHANG Yungui, DONG Wenyan. Use of surface coatings with natamycin to improve the storability of Hami melon at ambient temperature[J]. Postharvest Biology and Technology, 2007, 46(1): 71-75.

[10] 吳明輝. 新疆哈密瓜保鮮技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 烏魯木齊: 新疆大學(xué), 2008.

[11] 謝紹忠, 吳斌, 鐘梅, 等. 1-MCP對(duì)切分哈密瓜保鮮效果的研究[J].食品科學(xué), 2009, 30(10): 278-281.

[12] 王靜, 王曉鵬, 妥麗敏. 哈密瓜采前套袋對(duì)貯期腐爛的影響[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào), 2013, 30(3): 465-469.

[13] MOING A, AHARONI A, BIAIS B, et al. Extensive metabolic crosstalk in melon fruit revealed by spatial and developmental combinatorial metabolomics[J]. New Phytologist, 2011, 190(3): 683-696.

[14] PIERCE V A, CRAWFORD D L. Rapid enzyme assays investigating the variation in the glycolytic pathway in field-caught populations of Fundulus heteroclitus[J]. Biochemical Genetic, 1994, 32(9/10): 317-330.

[15] PIERCE V A, CRAWFORD D L. Phylogenetic analysis of thermal acclimation of the glycolytic enzymes in the genus fundulus[J]. Physiological Zoology, 1997, 70(6): 597-609.

[16] LESTER G E, AREAS L S, GOMEZ-LIM M. Muskmelon fruit soluble acid invertase and sucrose phosphate synthase activity and polypeptide profiles during growth and maturation[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science, 2001, 126(1): 33-36.

[17] 王賢磊, 高興旺, 李冠. 甜瓜遺傳圖譜的構(gòu)建及果實(shí)與種子QTL分析[J]. 遺傳, 2011, 33(12): 1398-1408.

[18] 張明方, 李志凌, 陳坤松. 網(wǎng)紋甜瓜發(fā)育果實(shí)糖分積累與蔗糖代謝參與酶的關(guān)系[J]. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 29(5): 455-462.

[19] BI Yang, TIAN Shiping, LIU Hongxia, et al. Effect of temperature on chilling injury, decay and quality of Hami melon during storage[J]. Postharvest Biology and Technology, 2003, 29(2): 341-348.

[20] MATSUURA-ENDO C, KOBAYASHI A, NODA T, et al. Changes in sugar content and activity of vacuolar acid invertase during low temperature storage of potato tubers from six Japanese cultivars[J]. Journal of Plant Research, 2004, 117(2): 131-137.

[21] 王幼寧, 劉孟雨, 李霞. 植物3-磷酸甘油醛脫氫酶的多維本質(zhì)[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2005, 25(3): 607-614.

[22] 王君, 李磊, 謝冰, 等. 采后皇冠梨果實(shí)糖代謝及相關(guān)酶活性變化規(guī)律[J]. 食品科學(xué), 2010, 31(18): 390-393.

[23] COPPARI R. Metabolic actions of hypothalamic SIRT1[J]. Trends in Endocrinology and Metabolism, 2012, 23(4): 179-185.

[24] CHOWDHURY S K, DOBROWSKY R T, FERNYHOUGH P. Nutrient excess and altered mitochondrial proteome and function contribute to neurodegeneration in diabetes[J]. Mitochondrion, 2011, 11(6): 845-854.

[25] IMAI S, GUARENTE L. Ten years of NAD-dependent SIR2 family deacetylases: implications for metabolic diseases[J]. Trends Pharmacol, 2010, 31: 212-220.

[26] 龐廣昌, 陳慶森, 胡志和. 乳酸鹽代謝及其在健康中的關(guān)鍵作用[J].食品科學(xué), 2012, 33(1): 1-15.

Effects of Different Storage Temperatures on the Activities of Fourteen Enzymes Involved in Sucrose Metabolism in Hami Melon

CAI Xiu-zhen, PANG Guang-chang*
(Tianjin Key Laboratory of Food Biotechnology, College of Biotechnology and Food Science, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

This study aimed to shed light on the respiratory metabolism and sucrose accumulation in Hami melon under different storage conditions. The activities (gene expression levels) of fourteen enzymes involved in sucrose metabolism were measured at different storage temperatures (0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 45 ℃). These enzymes in the epicarp, endocarp, outer pulp, middle pulp, inner pulp were investigated as well. The results showed that among these enzymes examined, the activities of invertase and lactate dehydrogenase were the highest. The decreasing order of the two enzyme activities in five tissues was as follows: endocarp ＞ outer pulp ＞ epicarp ＞ middle pulp ＞ inner pulp. When Hami melon was stored at 5 ℃, the activities of all 14 enzymes were at a low level. Thus, 5 ℃ is the optimal storage temperature and sugar metabolism can be controlled effectively at this temperature.

storage temperature; Hami melon; sucrose metabolism; enzyme activity; respiration

TS255.1

A

1002-6630（2014）02-0271-06

10.7506/spkx1002-6630-201402053

2013-06-27

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（30871951）；天津市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（10ZCKFNC01800）

蔡修臻（1987—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)榇x工程。E-mail：caixiuzhen2007@163.com

*通信作者：龐廣昌（1956—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：pgctjcu.edu.cn