許佳妮,鄧麗莉,2,曾凱芳,2,*

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實(shí)驗(yàn)室(重慶),重慶 400715)

?

磷脂酶D在果蔬采后逆境脅迫及衰老過程中的作用

許佳妮1,鄧麗莉1,2,曾凱芳1,2,*

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實(shí)驗(yàn)室(重慶),重慶 400715)

本文綜述了磷脂酶D(PLD)在采后果蔬細(xì)胞生理活動中的作用,在果蔬脅迫反應(yīng)(如高低溫脅迫、機(jī)械損傷、干旱脅迫)及衰老過程中,PLD作為脂質(zhì)分解代謝途徑中的起始酶類主要參與細(xì)胞膜的降解,同時PLD在跨膜信號傳導(dǎo)和細(xì)胞調(diào)節(jié)方面也具有重要作用;在此期間,PLD活性以及PLD mRNA表達(dá)都呈現(xiàn)增強(qiáng)趨勢,其活性的增加使得細(xì)胞膜的完整性受到破壞,不利于采后果蔬品質(zhì)的保持。PLD抑制劑的處理可降低PLD的活性,從而延緩果實(shí)細(xì)胞膜的降解進(jìn)程,保持果實(shí)貯藏期的品質(zhì)。

磷脂酶D(PLD),脂質(zhì)水解,信號傳導(dǎo),脅迫,衰老

生物膜的骨架成分主要是磷脂,磷脂在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)區(qū)域化和細(xì)胞生命活動中具有重要作用。生物體中普遍存在磷脂酶,可以催化磷脂水解;根據(jù)水解磷脂分子部位的不同,磷脂酶分為五類:磷脂酶D(Phospholipase D,PLD)、磷脂酶C(Phospholipase C,PLC)、磷脂酶A1(Phospholipase A1,PLA1)和磷脂酶A2(Phospholipase A2,PLA2)、磷脂酶B(Phospholipase B,PLB)[1]。其中PLD參與了植物對環(huán)境脅迫的響應(yīng)及其調(diào)控[2]。PLD在采后果蔬中普遍存在,它是脂質(zhì)分解代謝途徑中的起始酶類和關(guān)鍵酶類,可催化磷脂末端的磷酸二酯鍵水解形成磷脂酸和親水性的膽堿等[3-4]。此外,磷脂酶D在跨膜信號傳導(dǎo)和細(xì)胞調(diào)節(jié)方面也具有重要作用,包括對采后果蔬逆境脅迫及衰老進(jìn)程的響應(yīng)[5-6]。PLD活性的增加會導(dǎo)致膜脂的急劇降解和磷脂酸的顯著積累;因此,反義抑制PLD活性有助于細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的保持和細(xì)胞內(nèi)區(qū)域化結(jié)構(gòu)的完整,從而有助于保持果蔬的采后品質(zhì),提高果蔬的抗逆性,延長其貯藏期。PLD抑制劑主要有正丁醇、正己醇、仲丁醇、正己醛、2,3-二磷酸甘油酸、渥曼青霉素、溶血磷脂酰乙醇胺、沙丁胺醇或色甘酸鈉等[7-8]。目前,關(guān)于PLD的研究主要集中在植物方面,而對PLD在采后果蔬貯藏中的作用報道較少;因此,本文綜述了PLD在采后果蔬逆境脅迫及衰老進(jìn)程中的作用,以期為延緩果實(shí)細(xì)胞膜降解進(jìn)程、保持果實(shí)貯藏期品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 磷脂酶D在果蔬采后逆境脅迫反應(yīng)中的作用

采后果蔬在逆境脅迫條件下可通過信號傳遞調(diào)整自身的生理狀態(tài)從而產(chǎn)生適應(yīng)性或抗性;細(xì)胞膜的完整程度已被作為采后果蔬抗逆性的重要指標(biāo),較高的細(xì)胞膜穩(wěn)定性與果蔬非生物脅迫的耐受性有關(guān)[9]。研究發(fā)現(xiàn)磷脂酶D(PLD)的激活與逆境下的信號傳導(dǎo)有密切關(guān)系。PLD的活性在果蔬遭遇低溫脅迫、機(jī)械損傷等條件下都呈現(xiàn)增強(qiáng)的趨勢,從而加速水解細(xì)胞膜中的磷脂,其水解產(chǎn)物磷脂酸在磷脂酸磷酸酯酶、非特異性酯?；饷浮⒅鹾厦傅囊幌盗凶饔孟伦罱K生成氫過氧化物和游離自由基,使果蔬細(xì)胞膜的完整性受到破壞、脅迫耐受性下降[10-11];而PLD在干旱脅迫下主要通過傳導(dǎo)脫落酸(ABA)信號參與果蔬氣孔關(guān)閉運(yùn)動,但其作用機(jī)制還存在一定爭議[12]。

1.1 高低溫脅迫

溫度對果蔬的生理活性有很大的影響,一般認(rèn)為低溫有利于果蔬貯藏。冷藏能有效抑制果蔬的腐爛變質(zhì),緩解其集中上市所造成的銷售困難。但是,新鮮果蔬對冷害敏感性不同,在采后貯藏過程中可能發(fā)生冷害損傷,如造成果蔬表面的水浸狀等,大大影響果蔬的感官品質(zhì),同時也加速采后果蔬的衰老。冷害信號能夠從損傷組織傳遞到未損傷組織,從而產(chǎn)生一系列的生理學(xué)反應(yīng)。有關(guān)低溫脅迫的研究表明,細(xì)胞膜是影響細(xì)胞代謝和功能的關(guān)鍵部位。由于細(xì)胞膜的基本骨架是磷脂雙分子層,磷脂在決定細(xì)胞膜的流動性的同時,也影響著細(xì)胞膜對環(huán)境溫度的適應(yīng)能力。PLD是細(xì)胞膜磷脂水解的起始酶類,其作用不僅在于通過水解細(xì)胞膜中的磷脂影響膜的結(jié)構(gòu)和功能,而且其反應(yīng)產(chǎn)物如磷脂酸(PA)、二?；视?DAG)等在低溫脅迫條件下細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中也起了重要作用。有關(guān)黃瓜果實(shí)冷害與PLD關(guān)系的研究表明,低溫及冷害條件下,黃瓜果實(shí)PLD活性提高,PLD基因表達(dá)與其活性呈現(xiàn)平行關(guān)系,當(dāng)PLD mRNA達(dá)到峰值,相應(yīng)PLD活性大大提高,黃瓜強(qiáng)烈感應(yīng)低溫脅迫,冷害發(fā)生;熱處理可以降低黃瓜中線粒體膜和微粒體膜中PLD基因表達(dá)及活性[13-14]。低溫貯藏期間黃瓜果實(shí)PLD底物磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰膽堿(PC)含量下降,產(chǎn)物PA含量上升,冷害開始發(fā)生時PA含量有明顯的跳躍,其含量較貯藏前增加了190%[15-16];以往研究表明,PA是一種對膜脂穩(wěn)定性具有破壞作用的磷脂,過量積累則可加快六角形Ⅱ相位的形成,是冷害發(fā)生的直接原因[1]。冷害期間黃瓜不同部位PLD的變化存在差異,其基因表達(dá)、活性以及產(chǎn)物PA含量從上部到下部呈現(xiàn)依次下降趨勢[16-17]。通過對冷害指數(shù)、冷害指標(biāo)(電導(dǎo)率、MDA)和PLD的測定,Mao等認(rèn)為低溫脅迫條件下PLD的激活可能是黃瓜冷害初始反應(yīng)的首要步驟,PLD通過引起黃瓜細(xì)胞膜的降解以及信號傳導(dǎo)對冷害進(jìn)行響應(yīng)[13-14]。結(jié)合Wan等[18]采用半定量RT-PCR和Northern雜交技術(shù)對4℃低溫環(huán)境貯藏期間久保桃PLD α mRNA表達(dá)的研究,即桃果實(shí)PLDα mRNA可被低溫環(huán)境誘導(dǎo)表達(dá),同時可能參與桃果實(shí)對低溫的響應(yīng),可以推測PLD作為一種信號分子參與果實(shí)對低溫及冷害信號的感應(yīng)與識別。

采后果蔬在貯藏期間可能受到生物或非生物因素的脅迫,其中高溫是影響果蔬貯藏品質(zhì)和貨架期的重要因素之一。在對提高果蔬耐熱性的研究中,熱馴化和低溫馴化被證明為可有效提高果蔬耐熱性的手段,而PLD作為一種信號分子,在采后果蔬熱馴化和低溫馴化中也有重要作用。研究表明PLD介導(dǎo)的膜脂降解途徑可能與熱馴化過程中的信號傳導(dǎo)有關(guān),熱馴化早期葡萄漿果PLD mRNA表達(dá)增強(qiáng)且其活性增大,熱休克蛋白表達(dá)增多,果實(shí)的耐熱性增強(qiáng);若在置于高溫馴化前用PLD抑制劑對葡萄漿果進(jìn)行處理,PLD活性的降低會使葡萄漿果中熱休克蛋白的表達(dá)受到抑制,最終導(dǎo)致果實(shí)耐熱性的降低[19]。然而,高溫對PLD活性的增強(qiáng)作用目前仍存在爭議:汪開拓等[20]研究表明,熱空氣處理可顯著抑制楊梅果實(shí)貯藏期間PLD活性的上升,從而有效維持細(xì)胞膜的不飽和度和流動性;因此,高溫對PLD作用的差異性有待進(jìn)一步研究,目前推測可能與果蔬的品種有關(guān)。此外,果實(shí)的耐熱性還可通過低溫馴化途徑得以提高;低溫馴化使得果實(shí)中PLD、水楊酸和熱休克蛋白被激活,因而高溫脅迫下果實(shí)膜破壞程度較小,耐熱性提高;用PLD抑制劑處理后,果實(shí)中游離水楊酸的含量降低、熱休克蛋白的表達(dá)受到抑制;研究表明PLD的活化是對前處理低溫環(huán)境的響應(yīng),PLD對游離水楊酸的積累和低溫馴化引起的果實(shí)耐熱性具有重要意義[21]。

1.2 機(jī)械損傷

機(jī)械損傷對采后果蔬而言是最嚴(yán)重的脅迫之一,果蔬受到機(jī)械損傷后,其損傷信號可從損傷部位遷移至為損傷部位,同時引發(fā)一系列生理生化反應(yīng)。細(xì)胞膜完整性的破壞是主要的生理反應(yīng)之一,機(jī)械損傷下果蔬膜脂分解代謝加快,通過PLD水解產(chǎn)物對機(jī)械脅迫做出響應(yīng)。

有關(guān)黃瓜果實(shí)機(jī)械損傷與PLD關(guān)系的研究表明,機(jī)械損傷期間黃瓜細(xì)胞膜結(jié)合Ca2+的含量下降而PLD mRNA表達(dá)增強(qiáng);伴隨著PLD活性的增大,黃瓜果實(shí)PLD底物PI、PC含量下降,產(chǎn)物PA含量快速上升、10h時增長速率達(dá)到56.49%[22]。PLD是采后果蔬遭受機(jī)械損傷時細(xì)胞膜的主要水解酶之一;果蔬遭受機(jī)械損傷后,果蔬細(xì)胞膜中的Ca2+流入細(xì)胞質(zhì)中,從而誘導(dǎo)了PLD基因表達(dá)的增強(qiáng),使得PLD活性增強(qiáng),細(xì)胞膜的完整性遭到破壞。此外,黃瓜不同部位對機(jī)械損傷的響應(yīng)程度存在差異,其中PLD mRNA的表達(dá)、PLD活性、PA含量、細(xì)胞膜通透性由大到小排列分別為果臍部、中部、果肩部;因此可猜測機(jī)械損傷所引起的PLD的響應(yīng)與采后果蔬的成熟度有關(guān),較成熟部位(如果臍部)PLD變化較快,對機(jī)械損傷較為敏感[23]。PLD的過量積累會導(dǎo)致細(xì)胞膜完整性被破壞,從而加劇機(jī)械損傷后果蔬的腐爛;但相關(guān)研究也同時表明,一定程度的PLD基因表達(dá)有助于采后果蔬對機(jī)械損傷產(chǎn)生防御抗性。果蔬損傷部位和未損傷部位可對機(jī)械損傷做出響應(yīng),其中茉莉酸及其衍生物具有重大意義。研究表明,機(jī)械損傷的黃瓜中茉莉酸及其衍生物的含量顯著增加,而增加的茉莉酸又增強(qiáng)了黃瓜中PLD等與茉莉酸生物合成相關(guān)的酶基因的表達(dá),從而進(jìn)一步提高黃瓜中茉莉酸的產(chǎn)量,進(jìn)而對機(jī)械損傷產(chǎn)生防御作用。茉莉酸是機(jī)體在外界脅迫條件下反應(yīng)最快的信號分子,同時也是機(jī)械損傷中的關(guān)鍵信號分子,可引起全身系統(tǒng)對不良環(huán)境的抵御。PLD水解細(xì)胞膜磷脂的產(chǎn)物亞麻酸是茉莉酸合成的前體物質(zhì),因而PLD對茉莉酸的合成具有重要的調(diào)控作用[24]。

1.3 干旱脅迫

采后果蔬中水分含量及水分活度對果蔬的外觀及商品價值有重要影響;水分的過度喪失會導(dǎo)致果皮生理紊亂,是影響果蔬質(zhì)量的重要因素之一。研究表明,干旱脅迫引起的植物代謝紊亂與PLD活性有關(guān),但其作用機(jī)制不同于低溫脅迫和機(jī)械損傷;干旱脅迫下ABA濃度增加,PLD被激活,PLD一方面通過傳導(dǎo)ABA信號參與植物氣孔關(guān)閉運(yùn)動,另一方面可進(jìn)一步刺激ABA基因的表達(dá),從而提高植物的抗旱性,在植物應(yīng)對干旱脅迫關(guān)鍵過程中起正調(diào)控作用[12,25]。ABA與PLD的這種正調(diào)控作用在采后果蔬中研究較少;在柑橘果實(shí)方面,外源ABA的處理可將低濕條件下果實(shí)失水率降低近30%,此時PLD的表達(dá)也有所提高。然而,研究同時表明,采用PLD抑制劑溶血磷脂酰乙醇胺處理果實(shí)也可降低果實(shí)在低濕環(huán)境中的失水率,這可能由于細(xì)胞膜完整性的保持有助于防止采后果蔬水分的喪失[26]。由此可見,PLD在采后果蔬干旱脅迫中有重要意義,但其激活對果蔬抗旱性的具體影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

2 磷脂酶D在果蔬采后衰老中的作用

2.1 磷脂酶D的膜脂水解及信號傳導(dǎo)作用

在采后果蔬衰老過程中,膜磷脂水平逐漸下降,自由脂肪酸和固醇類含量相對提高,膜的流動性降低而通透性增強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)的區(qū)域化喪失,膜的完整性受到嚴(yán)重的破壞。膜脂的降解途徑起始于磷脂酶D(PLD),其產(chǎn)物在一系列水解酶作用下生成的終產(chǎn)物氫過氧化物和自由基進(jìn)一步毒害細(xì)胞膜系統(tǒng),最終引起細(xì)胞死亡并致使果蔬器官組織的衰老[27]。在蟠桃果實(shí)衰老過程中,PLD活性及PLD mRNA表達(dá)量均有所增強(qiáng),類似的結(jié)果在荔枝果實(shí)、番茄果實(shí)、西蘭花衰老過程中也有所發(fā)現(xiàn)[8,28-31]。盡管在果蔬采后衰老細(xì)胞膜受損過程中還存在其他脂解酶的共同調(diào)控作用,但無可置疑的是在與果實(shí)衰老相關(guān)的細(xì)胞內(nèi)變化中,PLD依然起著關(guān)鍵作用[27,32]。不管是對于呼吸躍變型果實(shí)還是非呼吸躍變型果實(shí),沒有前期PLD對膜脂的降解,就不會有后期脂肪酸的一系列氧化反應(yīng)[33]。

此外,PLD也是果蔬衰老過程中重要的信號物質(zhì),在乙烯、脫落酸等成熟衰老因子的信號傳導(dǎo)途徑中具有重要作用[34]。研究表明PLD位于乙烯信號傳導(dǎo)途徑下游,與乙烯成正相關(guān);外源乙烯或乙烯抑制劑處理均可引起細(xì)胞內(nèi)調(diào)控PLD活性的Ca2+濃度改變,從而調(diào)節(jié)西瓜等果實(shí)PLD活性、改變衰老進(jìn)程[35-36]。同時,PLD也位于脫落酸信號傳導(dǎo)途徑下游[37];研究表明,外源性脫落酸處理對柑橘果實(shí)PLD活性及基因的表達(dá)具有重要的促進(jìn)作用,脫落酸缺陷型果實(shí)PLD基因表達(dá)明顯較非缺陷型少[26]。

2.2 磷脂酶D抑制劑延緩果蔬衰老

基于PLD在果實(shí)衰老進(jìn)程中的膜脂水解和信號傳導(dǎo)作用,可以推斷PLD活性的抑制有利于延緩采后果實(shí)的衰老,保持其采后品質(zhì)及延長貨架期;而PLD抑制劑的應(yīng)用也進(jìn)一步驗(yàn)證了PLD在果蔬衰老過程中的調(diào)控作用。經(jīng)過PLD抑制劑正丁醇處理的荔枝果實(shí)中活性氧含量、丙二醛含量明顯較低,表明果實(shí)膜脂過氧化程度較低,細(xì)胞膜完整性的保持使得采后荔枝衰老進(jìn)程得以延遲[29]。通過對與草莓品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的測定,張輝等[38]認(rèn)為25μmol PLD抑制劑溶血磷脂酰乙醇胺浸泡處理可較好保持草莓果實(shí)采后品質(zhì);處理果可溶性固形物含量較高,呼吸速率、超氧陰離子含量、可滴定酸含量較低,而維生素C含量保持在較高水平。同樣的結(jié)果在龍眼果實(shí)衰老褐變研究中得到驗(yàn)證,李杰民等[7]通過研究7種不同PLD抑制劑處理對常溫貯藏中龍眼果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響,篩選出仲丁醇作為龍眼果實(shí)PLD活性最好的抑制劑;研究表明,仲丁醇處理果0～5d褐變指數(shù)均低于對照果,第7d處理果自溶指數(shù)、失重率較對照果少8.6%、29.0%,可溶性固形物含量較對照果多12%,仲丁醇的處理有效減緩了龍眼果實(shí)的衰老褐變進(jìn)程。此外,PLD抑制劑延緩果實(shí)衰老的作用可通過果實(shí)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的觀察加以驗(yàn)證;研究表明抑制劑正己醛、正己醇處理蟠桃果實(shí)中細(xì)胞內(nèi)含物、細(xì)胞器的降解程度及細(xì)胞空腔化程度明顯較輕,果實(shí)整體衰老進(jìn)程得以延緩[8]。史元敏等[28,39]還將PLD抑制方法從抑制劑處理水平上升到基因水平,構(gòu)建蟠桃PLD基因RNAi表達(dá)載體,運(yùn)用RNAi來抑制(沉默)PLD基因的表達(dá),為延緩果實(shí)的衰老提供了新的手段。

同時,PLD抑制劑的應(yīng)用可驗(yàn)證PLD與乙烯生成量和生成高峰的密切關(guān)系。PLD抑制劑如己醛可對果實(shí)乙烯生物合成調(diào)節(jié)酶ACS產(chǎn)生一定的抑制作用,從而減少乙烯的生成量[40];反義抑制PLD基因表達(dá)后果實(shí)的乙烯生成高峰延遲,果實(shí)的衰老進(jìn)程也隨之延遲[41]。然而,PLD對乙烯的調(diào)控作用目前仍存在質(zhì)疑,李銀等[8]認(rèn)為PLD抑制劑正己醛、正己醇處理在蟠桃果實(shí)乙烯生成量和生成高峰中的作用并不明顯。

3 展望

綜上所述,目前有關(guān)采后果蔬磷脂酶D(PLD)功能的研究主要涉及到逆境脅迫和衰老期間磷脂降解途徑中PLD活性和PLD mRNA 表達(dá)的變化,以及通過PLD抑制劑作用進(jìn)一步闡明PLD在細(xì)胞生理生化反應(yīng)中的作用。雖然PLD家族成員在植物系統(tǒng)中功能的研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,但關(guān)于PLD在采后果蔬貯藏中的作用報道較少。然而,PLD在采后果蔬細(xì)胞膜脂降解及跨膜信號傳導(dǎo)中具有重要作用;PLD的功能研究及PLD抑制劑的應(yīng)用可為延緩果實(shí)細(xì)胞膜降解進(jìn)程、延長果蔬貯藏期提供理論依據(jù)和技術(shù)支持,具有一定的商業(yè)價值。在后續(xù)研究中,探討PLD對采后果蔬逆境脅迫或衰老過程所導(dǎo)致的生理性和病理性病害如油胞病、褐斑病、炭疽病等的響應(yīng)十分必要;以往研究表明,PLD活性的調(diào)節(jié)對采后果蔬褐變率、冷害發(fā)生率的降低具有重要作用,然而目前對于其他病害發(fā)病期間PLD活性變化、PLD mRNA變化以及PLD的底物和產(chǎn)物含量變化等等都不太清楚。在反義抑制PLD作用方面,除了采用PLD抑制劑并進(jìn)一步研究其作用機(jī)理外,還可將運(yùn)用于植物中的PLD基因敲除技術(shù)和基因沉默技術(shù)引入到采后果蔬中。同時,進(jìn)一步研究PLD在采后果蔬受傷部位與未受傷部位、衰老部位與未衰老部位的信號傳導(dǎo)作用具有重要意義。隨著對PLD研究的深入,可望在采后果蔬PLD的功能方面和參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面取得更多可喜的成果。

[1]閆旭宇,李玉中,李玲.植物中的磷脂酶D信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[J].植物生理學(xué)通訊,2006,42(6):1183-1189.

[2]Bargmann B O,Munnik T. The role of phospholipase D in plant stress responses[J]. Current Opinion in Plant Biology,2006,9(5):515-522.

[3]Heller M. Phospholipase D[J]. Advances in Lipid Research,1978,16:267-326.

[4]Selvy P E,Lavieri R R,Lindsley C W,et al. Phospholipase D:enzymology,functionality,and chemical modulation[J]. Chemical Reviews,2011,111(10):6064-6119.

[5]Lan W W,Tong L. Focus on Molecules:Phospholipase D[J]. Experimental Eye Research,2012,103:121-122.

[6]李勇,盧萍,韓冰.植物的磷脂酶D[J]. 內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2009,35(1):46-48.

[7]李杰民,孫健,李昌寶,等.磷脂酶D抑制劑處理對采后龍眼果實(shí)貯藏性質(zhì)的影響[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,9:1934-1937.

[8]李銀. 磷脂酶D抑制劑對蟠桃果實(shí)采后貯藏品質(zhì)調(diào)控的研究[D].烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[9]Campos P S,Quartin V,Ramalho J C,et al. Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffea sp. plant[J]. Journal of Plant Physiology,2003,160(3):283-292.

[10]王海燕,孫磊.磷脂酶D調(diào)控植物抗逆性的機(jī)理研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(21):13-17.

[11]Li M Y,Hong Y Y,Wang X M. Phospholipase D and phosphatidic acid-mediated signaling in plants[J]. Biochimica et Biophysica Acta,2009,1791(9):927-935.

[12]王海燕. 磷脂酶Ds在植物干旱脅迫反應(yīng)中的功能與作用機(jī)理[D]. 北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2011.

[13]Mao L C,Wang G Z,Zhu C G,et al. Involvement of phospholipase D and lipoxygenase in response to chilling stress in postharvest cucumber fruits[J]. Plant Science,2007,172(2):400-405.

[14]Mao L C,Pang H Q,Wang G Z,et al. Phospholipase D and lipoxygenase activity of cucumber fruit in response to chilling stress[J]. Postharvest Biology and Technology,2007,44(1):42-47.

[15]王國澤,莎娜,云月英,等. 熱處理對黃瓜LOX和PLD活性的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報,2009,24(6):100-102.

[16]王國澤. 磷脂酶D感應(yīng)和接受低溫脅迫的功能及在黃瓜冷害中的作用[D]. 杭州:浙江大學(xué),2006.

[17]趙宇瑛,楊靜,陳金鳳,等. 黃瓜果實(shí)不同部位的耐冷性差異[J]. 園藝學(xué)報,2009,36(7):1060-1064.

[18]Wan S B,Zhang B,Zhan J C,et al. In silico cloning and sequence analysis of phospholipase Dα gene from peach Fruit[J].Agricultural Sciences in China,2009,8(11):1293-1300.

[19]Wan S B,Wang W,Wen P F,et al. Cloning of phospholipase D from grape berry and its expression under heat acclimation[J]. Journal of Biochemistry and Molecular Biology,2007,40(4):595-603.

[20]汪開拓,鄭永華. 熱處理對楊梅果實(shí)細(xì)胞膜組成及衰老的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2011,24(2):691-694.

[21]Wan S B,Tian L,Tian R R,et al. Involvement of phospholipase D in the low temperature acclimation-induced thermotolerance in grape berry[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2009,47(6):504-510.

[22]Zhao Y Y,Qian C L,Chen J C,et al. Responses of phospholipase D and lipoxygenase to mechanical wounding in postharvest cucumber fruits[J]. Journal of Zhejiang University-SCIENCE B,2010,11(6):443-450.

[23]趙宇瑛. 黃瓜磷脂酶D和抗氧化系統(tǒng)對采后機(jī)械損傷脅迫的響應(yīng)[D].杭州:浙江大學(xué),2011.

[24]彭燕. 采后黃瓜對機(jī)械損傷和低溫脅迫的響應(yīng)機(jī)制研究[D].杭州:浙江大學(xué),2012.

[25]宋穎琦,楊謙. 磷脂酶在植物逆境脅迫信號傳導(dǎo)中的作用[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2006,38(2):243-246.

[26]Romero P,Gandia M,Alferez F. Interplay between ABA and phospholipases A2and D in the response of citrus fruit to postharvest dehydration[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2013,70:287-294.

[27]Jandus J,Valentova O,Kas J,et al. Phospholipase D during tomato fruit ripening[J]. Plant Physiology and Biochemistry,1997,35(2):123-128.

[28]史元敏. 蟠桃磷脂酶D基因的克隆及功能分析[D]. 烏魯木齊:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

[29]Sun J,You X R,Li L,et al. Effects of a phospholipase D inhibitor on postharvest enzymatic browning and oxidative stress of litchi fruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2011,62(3):288-294.

[30]Mccormac D J,Todd J F,Paliyath G. Modulation of bilayer fluidity affects lipid catabolism in microsomal membranes oftomato fruits[J]. Plant Physiology and Biochemistry,1993,31:1-8.

[31]Deschene A,Paliyath G,Lougheed E C,et al. Membrane deterioration during postharvest senescence of broccoli florets,modulation by temperature and controlled atmosphere storage[J]. Postharvest Biology and Technology,1991,1:19-31.

[32]Whitaker B D. Cloning of phospholipase Dα and lipoxygenase genes CmPLDα1 and CmLOX1 and their expression in fruit,floral,and vegetative tissues of ‘Honey Brew’hybrid honeydew melon[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science,2006,131(4):544-550.

[33]袁海英,陳力耕,何新華,等. 磷脂酶D在果實(shí)發(fā)育和成熟過程中的作用[J]. 園藝學(xué)報,2005,32(5):933-938.

[34]李麗,游向榮,孫健,等. 植物磷脂酶D基因表達(dá)與衰老的關(guān)系[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報,2012,20(1):99-106.

[35]Karakurt Y,Huber D J. Ethylene-induced gene expression,enzyme activities and water-soaking in immature and ripe watermelon(Citrulluslanatus)fruit[J]. Journal of Plant Physiology,2004,161(4):381-388.

[36]Mao L C,Que F,Donald H J. 1-methylcyclopropene and CaCl2treatments affect lipolytic enzymes in fresh-cut watermelon fruit[J]. Acta Botanica Sinica,2004,46(12):1402-1407.

[37]Exton J H. Regulation of phospholipase D[J]. Biochimica et Biophysica Acta,1999,1439(2):121-133.

[38]張輝,李英華,曹彬彬,等.磷脂酶D抑制劑處理對草莓果實(shí)采后品質(zhì)的影響[J]. 植物生理科學(xué),2008,24(5):228-231.

[39]史元敏,何天明,袁海英. 蟠桃磷脂酶D基因 RNAi 表達(dá)載體構(gòu)建[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,49(8):1408-1413.

[40]Tiwari K,Paliyath G. Microarray analysis of ripening-regulated gene expression and its modulation by 1-MCP and hexanal[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2011,49:329-340.

[41]Pinhero R G,Almquist K C,Novotna Z,et al. Developmental regulation of phospholipase D in tomato fruits[J]. Plant Physiology and Biochemistry,2003,41(3):223-240.

Role of phospholipase D in postharvest fruits andvegetables under stress and during senescence

XU Jia-ni1,DENG Li-li1,2,ZENG Kai-fang1,2,*

(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China;2.Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage andPreservation(Chongqing)Ministry of Agriculture,Chongqing 400715,China)

The role of PLD in cell physiological activities of postharvest fruits and vegetables is discussed in this article. When fruits and vegetables are exposed to stress(high and low temperature stress,mechanical damage,drought stress)or in their senescence process,phospholipase D(PLD),the initial enzyme in lipid catabolism pathways,is mainly involved in the degradation of membrane. Besides,PLD also acts as an important role in transmembrane signaling and cell regulation. PLD activity and its mRNA expression show an increasing trend during the process,therefore leading to the damage of cell membrane integrity and the quality of postharvest fruits and vegetables. PLD activity could be inhibited by PLD inhibitors,which helps to moderate the degradation of cell membranes and maintain the quality of fruits during storage.

phospholipase D(PLD);hydrolysis of phospholipids;signal transduction;stress;senescence

2014-06-13

許佳妮(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)。

*通訊作者:曾凱芳(1972-)，女，博士，教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

國家自然科學(xué)基金(31471631)；重慶市科技攻關(guān)(應(yīng)用技術(shù)研發(fā)類/重點(diǎn))項(xiàng)目(cstc2012gg-yyjsB80003)。

TS201.1

A

1002-0306(2015)05-0392-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.05.075