高 珊，王 泉，高吉剛，朱樹華

(山東農(nóng)業(yè)大學 化學與材料科學學院，山東 泰安 271018)

外源NO協(xié)同N-乙酰半胱氨酸對肥城桃果實線粒體抗氧化系統(tǒng)的調控作用

高 珊，王 泉，高吉剛，朱樹華

(山東農(nóng)業(yè)大學 化學與材料科學學院，山東 泰安 271018)

探討外源NO和N-乙酰半胱氨酸對冷藏期間肥城桃果實線粒體抗氧化系統(tǒng)的影響。分別用15 μmol/L NO溶液，80 mmol/L N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC，活性氧清除劑)和15 μmol/L NO的混合溶液，5 μmol/L的c-PTIO(NO清除劑)溶液對肥城桃果實進行浸果處理，測定果實冷藏期間線粒體呼吸、線粒體膜電勢、線粒體中丙二醛和活性氧含量及抗氧化酶活性的變化。15 μmol/L NO處理顯著降低了桃果實線粒體ROS的含量；80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理桃果實線粒體ROS含量在第2周后顯著低于對照和其他處理；而5 μmol/L c-PTIO處理桃果實線粒體ROS含量顯著高于其他處理。在抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性測定中，15 μmol/L NO處理提高了桃果實線粒體中抗氧化酶的活性，高于對照和5 μmol/L c-PTIO處理；80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理能夠提高SOD的活性，但對于POD和CAT的活性有抑制作用；而5 μmol/L c-PTIO處理抑制桃果實線粒體中抗氧化酶的活性。15 μmol/L NO處理降低了桃果實線粒體中MDA含量，除第2周均低于對照和其他處理外；80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理桃果實線粒體MDA含量在第1周后顯著高于對照和其他處理；而5 μmol/L c-PTIO處理桃果實在第2，3周時線粒體中MDA含量高于對照和15 μmol/L NO處理。15 μmol/L NO處理能夠提高線粒體膜電勢，在第3周時到達最大值，是對照的1.2倍；80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理桃線粒體膜電勢最高，高于對照和其他處理；而5 μmol/L c-PTIO處理降低了線粒體膜電勢，顯著低于對照和其他處理。15 μmol/L NO處理抑制了桃線粒體呼吸；80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理使線粒體呼吸高峰提前1周；而5 μmol/L c-PTIO處理提高了線粒體呼吸高峰，耗氧量大于對照和其他處理。外源NO和NAC處理能夠提高桃果實線粒體抗氧化系統(tǒng)的抗氧化能力，延緩桃果實線粒體功能的下降。

桃；NO；N-乙酰半胱氨酸；線粒體；抗氧化系統(tǒng)

線粒體是真核細胞制造能量和有氧呼吸的主要場所，在能量轉化、氧化磷酸化、細胞代謝調控及細胞凋亡等方面發(fā)揮著重要作用[1-4]。線粒體內含有大量的活性氧類(Reactive oxygen species，ROS)，對于氧化應激、細胞凋亡等有重要作用。低溫等環(huán)境脅迫會引起線粒體ROS爆發(fā)，過量的ROS會使細胞面對氧化脅迫的危害，并導致酶失去活性、DNA損傷及脂質過氧化等一系列危害細胞正常生理活動的反應，進而導致細胞死亡[5-6]。桃果實是典型的溫敏型果實，對于低溫敏感，冷藏期間易發(fā)生冷害，從而限制了桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究采后桃果實線粒體的抗氧化系統(tǒng)，對延長果實儲藏期，提高桃的商業(yè)價值具有重大作用。桃果實采后貯藏一直是人們研究的重點，前人已經(jīng)研究1-甲基環(huán)丙烯[7]、γ-氨基丁酸[8]、聚乙烯毗絡烷酮[9]等物質能夠延長桃果實采后貯藏時間，桃果實采后貯藏受溫度影響[10]，低溫下貯藏對桃果實有冷害影響，且5 ℃下桃果實受冷害最嚴重[11]。采后果實貯藏過程中會產(chǎn)生大量的ROS[12]，ROS作為生物中重要的信號分子，參與蛋白巰基氧化特異性傳導[13]，還在肺組織細胞線粒體凋亡至肺纖維化中發(fā)揮重要作用[14]，在生物代謝中受到嚴格控制[15]，過量的ROS能夠抑制果實和線粒體中氧化損傷，而引起果實衰老。ROS的產(chǎn)生與線粒體膜電勢和細胞呼吸鏈有關[16]。線粒體是細胞呼吸作用產(chǎn)生ATP的場所，是細胞內ROS的主要來源。NO是一種極不穩(wěn)定的生物自由基，在動物體內的生理功能、信號傳遞、細胞凋亡及酶調節(jié)等都具有重要作用[17]，還能調控線粒體中氧的消耗和ROS的生成[18]并且能提高抗氧化酶活性來減少果實中ROS的含量[19]，保護李果實線粒體膜的氧化損傷[20]，抑制小麥種子在高鹽下的線粒體氧化損傷[21]，并且對采后果實貯藏品質具有重要的調節(jié)作用[22]。N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC)作為抗氧化劑，具有抗氧化作用，并對已有的自由基有清理作用，是阻斷細胞凋亡的過程[23]。動物組織中NAC在調控細胞代謝、調節(jié)免疫功能、抑制炎癥反應、預防基因損傷等方面都發(fā)揮著重要作用[24-25]。最近研究發(fā)現(xiàn)，NO能夠抑制李果實存儲期間的呼吸速率和ROS的產(chǎn)生[20]，并且能夠延長桃果實采后的貯藏期[26]。而NAC能夠抑制小鼠骨髓干細胞ROS的產(chǎn)生和改善大鼠細胞氧化應激來預防大鼠后囊和核區(qū)白內障的發(fā)生[27-28]。但是現(xiàn)在的研究對5 ℃下NO處理對桃果實線粒體抗氧化系統(tǒng)的影響，NO和NAC應用于植物抗氧化方面都少有報道。本研究以肥城大紅袍桃為試材，采后經(jīng)15 μmol/L NO溶液、80 mmol/L N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine，NAC，活性氧清除劑)和15 μmol/L NO的混合溶液、5 μmol/L的c-PTIO(NO清除劑)溶液浸果處理，測定果實冷藏期間線粒體呼吸、線粒體膜電勢、線粒體中丙二醛和活性氧含量及抗氧化酶活性的變化，進而探討NO和NAC處理對桃果實線粒體抗氧化系統(tǒng)的影響和作用機理，旨在為NO和NAC應用于肥城桃儲藏保鮮提供試驗依據(jù)。

1 材料和方法

1.1試驗材料

試驗所用肥城桃品種為大紅袍，于2014年9月采摘于桃基地，采摘后即刻運回實驗室。選擇大小相似、長勢良好、無病蟲害且無機械損傷的八成熟桃果實進行處理。

將肥城桃在0 ℃環(huán)境中預冷存儲24 h，分別用15 μmol/L NO溶液(處理Ⅰ)、80 mmol/L NAC(預試驗最適濃度)和15 μmol/L NO的混合溶液(處理Ⅱ)、5 μmol/L c-PTIO(NO清除劑)溶液(處理Ⅲ)，以雙蒸水溶液為對照，浸泡30 min，晾干果實表面殘留水分后于5 ℃貯藏，每7 d取樣1次，所取樣品于-80 ℃超低溫冰箱存儲備用。每種處理用桃30個，各設3個重復。

1.2試驗方法

1.2.1 線粒體的提取 參考Braidot等[29]和Millar等[30]的方法，稱取桃果實8 g，將其研磨成粉末狀，加入16 mL的 25 mmol/L Mops-KOH(pH值7.8，含10 mmol/L麥黃酮，8 mmol/L L-半胱氨酸，0.1% PVP40，1 mmol/L EGTA，0.4 mol/L甘露醇，0.1% BSA)，用紗布過濾，在4 ℃下離心(6 000 r/min，5 min)，取上清液，在4 ℃下離心(12 000 r/min，30 min)，棄上清液。用0.5 mL的10 mmol/L Mops-KOH(pH值7.2，含1 mmol/L EGTA，0.4 mol/L甘露醇，0.1% BSA)，重懸浮沉淀，得到線粒體的粗提溶液。重復提取3次。

1.2.2 線粒體的純化 用蔗糖密度梯度離心法純化線粒體粗提液[31]。配置2種濃度的蔗糖溶液(0.6，1.4 mol/L蔗糖，0.1% BSA，1 mmol/L EGTA，10 mmol/L Mops-KOH(pH值7.2))，在離心管中加入6 mL 0.6 mol/L蔗糖溶液，將1.4 mol/L蔗糖溶液注射到下層，將線粒體的粗提液，緩緩地鋪在0.6 mol/L 蔗糖溶液的上層，4 ℃下離心(12 000 r/min，60 min)，抽取0.6 mol/L與1.4 mol/L 2層蔗糖溶液之間的溶液，4 ℃下離心(12 000 r/min，30 min)，棄上清液，沉淀即為純化后的線粒體，冰浴中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 線粒體蛋白濃度的測定 用1 mL Tris-HCl緩沖液(50 mmol/L，pH值8.5)重懸浮純化的線粒體?？捡R斯亮藍法[32]測蛋白含量，以牛血清蛋白為標準，計算蛋白含量。

1.2.4 線粒體中ROS含量的測定 參考Degli[33]和Jambunathan[34]的方法。用1 mL Tris-HCl緩沖液(100 mmol/L，pH值8.5)重懸浮純化的線粒體，取100 μL線粒體溶液(空白參比為Tris-HCl緩沖液)，加入900 μL Tris-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.2)和10 μL 2 mmol/L 2′，7′-二氯熒光素乙二酸鹽(DCF-DA)溶液，室溫黑暗中孵育0.5 h，用熒光分光光度計檢測其熒光強度(最大激發(fā)波長 485 nm，最大發(fā)射波 530 nm，狹縫 5 nm)。線粒體中ROS含量結果以單位濃度蛋白的相對熒光強度(a.u)表示((a.u)/mg)。

1.2.5 線粒體中SOD、POD、CAT活性的測定 用1.0 mL Tris-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.2)重懸浮純化的線粒體。具體步驟參考購自南京建成生物工程研究所的總超氧化物歧化酶(T-SOD)測試盒、過氧化物酶測試盒、過氧化氫酶測試盒說明書。SOD以每毫克線粒體蛋白在1 mL反應液中SOD抑制率達50%時所對應的SOD量為一個SOD活力單位(U)，SOD活力表示為U/mg；POD以每毫克線粒體蛋白每分鐘催化1 μg底物的酶量定義為一個酶活力單位(U)，POD活力表示為U/mg；CAT以每mg線粒體蛋白每秒分解1 μmol的H2O2的量為一個活力單位(U)，CAT的活性表示為U/mg。

利用粉晶X射線衍射儀ShimadzuXRD-6100進行實驗，實驗前先將煤樣研磨成粉末狀，在CuKa輻射、電壓20kV、電流30mA、掃描速度3°/mm、掃描范圍5°～80°的條件下進行物相分析。

1.2.6 線粒體中MDA含量的測定 參照趙世杰等[35]的方法。用1.5 mL Tris-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.2)重懸浮純化的線粒體，取1.0 mL線粒體溶液(空白參比為Tris-HCl緩沖液)，加入1.0 mL 0.6%硫代巴比妥酸(TBA)溶液，沸水浴15 min，冷卻至室溫后離心(12 000 r/min，1 min)，取上清液，分別測定波長450，532，600 nm處的吸光度。根據(jù)CMDA(μmol) =6.45(D532-D600)-0.56 D450，計算MDA濃度，并根據(jù)蛋白濃度計算線粒體中MDA含量，以μmol/g表示。

1.2.7 線粒體膜電勢的測定 參照Baracca等[36]的方法。用1.0 mL HEPES-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.4)重懸浮純化的線粒體，取0.2 mL線粒體溶液，加入1 mL的10 mmol/L HEPES-HCl(pH值7.4，含2 mmol/L MgCl2，100 μmol/L K-EGTA，4 mmol/L KH2PO4，250 mmol/L蔗糖)，25 ℃孵育5 min，加入1 μL Rh123溶液(2 μg/mL)，立即檢測4 min內熒光強度變化(最大激發(fā)波長503 nm，最大發(fā)射波長576 nm)。線粒體膜電勢以Rh123熒光淬滅速率與線粒體的蛋白濃度的比值表示為(ΔF/Fi)/(s·mg)。

1.2.8 線粒體呼吸的測定 參照潘儼等[37]和Hu等[38]的方法。用1.0 mL Tris-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.2)重懸浮純化的線粒體，取0.2 mL線粒體溶液，加入1.8 mL Tris-HCl緩沖液(10 mmol/L，pH值7.2)，室溫下用Oxygraph Plus液相氧電極測定線粒體耗氧速率。線粒體呼吸以單位蛋白濃度在單位時間內的耗氧量表示(nmol/(min·mg))。

1.2.9 NAC對離體線粒體抗氧化系統(tǒng)的影響 將對照桃果實線粒體純化，用80 mmol/L NAC溶液處理20 min，以不作處理為對照，檢測各項生理指標。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

所有樣品平行測定3次，數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差表示，用Origin 8.5作圖，用Excel 2013軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析(ANOVA)，用 SPSS 進行差異顯著性分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1NO對線粒體活性氧含量的影響

如圖1所示，5 ℃ 15 μmol/L NO處理降低了桃果實線粒體活性氧的含量，尤其在第1周時，ROS含量是對照的50%，是5 μmol/Lc-PTIO處理的43%。80 mmol/L NAC-15 μmol/L 驗室NO處理降低了線粒體活性氧的含量，維持一個較低的水平，在2周后顯著低于對照和其他處理(P<0.05)，第3周時ROS含量最低是對照的35%，是15 μmol/L NO處理的38%。而5 μmol/L c-PTIO處理桃果實線粒體ROS含量顯著高于對照和其他處理(P<0.05)。

a、b、c、d.相同時間不同處理之間差異性分析(P<0.05)。圖2-6同。Lower letters indicate significant differences among treatment at the same week (P<0.05). The same as Fig.2-6.

2.2NO對SOD、POD和CAT活性的影響

如圖2所示，15 μmol/L NO處理提高了桃果實線粒體SOD活性，第2周時SOD的活性達到最大值，是5 μmol/L c-PTIO處理的1.2倍，此后15 μmol/L NO處理線粒體SOD活性高于對照和5 μmol/L c-PTIO處理。80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理提高了線粒體SOD的活性，除第3周其他貯藏期間均顯著高于對照和15 μmol/L NO處理(P<0.05)，尤其在第2周時SOD的活性是對照的1.2倍。而5 μmol/L c-PTIO處理降低了線粒體SOD的活性，除第3周外，均低于對照和其他處理。

隨桃果實貯藏時間的增加，POD活性呈降低趨勢。而15 μmol/L NO處理提高了桃果實線粒體POD活性，尤其在第1周時POD的活性是對照的1.5倍，除第2周時15 μmol/L NO處理略低于對照，POD活性均高于對照和其他處理外。80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理和對照的POD活性除第3周外無顯著差異，均低于15 μmol/L NO處理。而5 μmol/L c-PTIO處理POD活性除第3周外，均低于對照和其他處理。

15 μmol/L NO處理提高了桃果實線粒體CAT活性，而在第1周時，CAT活性最低，是對照的1.3倍，是5 μmol/L c-PTIO處理的2.6倍。80 mmol/L NAC- 15 μmol/L NO處理顯著降低了桃果實線粒體CAT活性(P<0.05)，第2周CAT活性較小，僅為對照的45%,第2 周后CAT活性升高，但低于對照和15 μmol/L NO處理。而5 μmol/L c-PTIO處理降低了線粒體CAT的活性，低于對照和15 μmol/L NO處理。

圖2 不同處理冷藏桃果實線粒體中抗氧化酶活性變化Fig.2 Changes in the activities of mitochondrial antioxidant enzymes of peaches with different treatments during cold storage

2.3NO對線粒體內MDA含量的影響

如圖3所示，整個貯藏期間，15 μmol/L NO處理桃果實線粒體中丙二醛的含量維持在較低水平，除第2周，15 μmol/L NO處理丙二醛含量均低于對照和其他處理。80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理桃線粒體MDA含量在第1周后顯著提高，高于對照和其他處理(P<0.05)。而5 μmol/L c-PTIO處理桃果實線粒體MDA含量在第2～3周高于對照和15 μmol/L NO處理。

圖3 不同處理冷藏桃果實線粒體中MDA含量變化Fig.3 Changes in mitochondrial MDA content of peaches with different treatments during cold storage

2.4NO對線粒體膜電勢的影響

線粒體膜電勢是生物膜兩側離子濃度不同所產(chǎn)生的跨膜電位差，是反映線粒體功能完整性和評價線粒體功能的敏感指標[39]。如圖4所示，隨著貯藏時間增加，線粒體膜電勢呈逐漸降低的趨勢。15 μmol/L NO處理提高了線粒體膜電勢，尤其第3周時是對照的1.2倍，整個貯藏期間膜電勢高于對照和5 μmol/L c-PTIO處理。80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理提高了線粒體膜電勢，顯著高于對照和其他處理(P<0.05)，能夠維持采后果實貯藏中較高線粒體膜電勢。而5 μmol/L c-PTIO處理降低了線粒體膜電勢，顯著低于對照和其他處理(P<0.05)。

圖4 不同處理冷藏桃果實線粒體膜電勢的變化Fig.4 Changes in mitochondrial membrane potential of peaches with different treatments during cold storage

2.5NO對線粒體呼吸的影響

如圖5所示，對照和15 μmol/L NO處理桃果實線粒體在第3周出現(xiàn)呼吸高峰，耗氧量分別為95.43，75.42 nmol/(min·mg)，15 μmol/L NO處理桃果實線粒體的呼吸高峰明顯低于對照的呼吸高峰。5 μmol/L c-PTIO處理和80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理桃果實線粒體呼吸高峰在第2周出現(xiàn)，比對照提前1周。5 μmol/L c-PTIO處理呼吸高峰高于對照和其他處理。

圖5 不同處理冷藏桃果實線粒體耗氧量的變化Fig.5 Changes in mitochondrial oxygen consumption of peaches with different treatments during cold storage

2.6NAC對離體線粒體生理指標的影響

如圖6所示，80 mmol/L NAC處理離體線粒體內ROS含量顯著低于對照(P<0.05)，僅為對照的59.7%；SOD活性是對照的1.3倍；POD活性和CAT活性顯著低于對照(P<0.05)，分別為對照的38.2%和54.7%；MDA含量是對照的31.6%；線粒體耗氧量略低于對照，是對照的94.9%；線粒體膜電勢是對照的1.1倍。

3 討論與結論

線粒體是植物ROS的重要來源和作用靶點。正常生理狀態(tài)下，植物細胞中僅含有少量的ROS并發(fā)揮重要的生理作用，但是細胞衰老會產(chǎn)生大量的ROS[12]，過量的ROS可能直接破壞線粒體膜的脂質和蛋白，增加線粒體膜的氧化損傷，使線粒體中MDA含量提高，降低線粒體膜電勢[40]，而線粒體膜電勢的降低會使活性氧進一步增多，引發(fā)惡性循環(huán)，從而破壞果實線粒體的抗氧化系統(tǒng)，導致細胞死亡。因此，保持ROS產(chǎn)生和清除之間的平衡對于細胞正常代謝具有積極作用。植物線粒體呼吸是產(chǎn)生ROS的主要方式[41]。本試驗中，5 ℃ 15 μmol/L NO處理能夠降低線粒體中MDA的含量，減緩了線粒體膜電勢的降低速率，降低了線粒體的耗氧量。外源NO能夠抑制線粒體膜脂過氧化，從而維持線粒體膜電位的穩(wěn)定，保持線粒體膜功能和結構的完整性，同時抑制線粒體的呼吸，減少ROS的產(chǎn)生，維持細胞內環(huán)境的穩(wěn)定。前人在李果實線粒體膜研究中有相似結論[20]。前人已經(jīng)研究NAC能延緩兔肝細胞細胞凋亡[42]，并且能影響線粒體中的能量代謝[43]。本試驗發(fā)現(xiàn)，80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理能夠減緩膜電勢的降低速率，維持線粒體膜電勢的穩(wěn)定性，但是提高桃線粒體內的MDA含量和呼吸高峰，與NAC處理離體線粒體結果不同，可能是NO和NAC的協(xié)同處理一定程度上提高了線粒體呼吸，從而導致細胞內ROS的增加，破壞了線粒體外環(huán)境的穩(wěn)定，從而使線粒體膜脂過氧化，線粒體中MDA含量增加。

圖6 NAC處理對離體線粒體的影響Fig.6 Effects of NAC on in intro mitochondria

在植物體內ROS的清除是由酶促和非酶促抗氧化系統(tǒng)共同完成的[44-45]，其中，SOD、POD和CAT等抗氧化酶可以清除植物組織中過量的ROS，從而維持線粒體內環(huán)境的相對平衡。前人研究表明，適宜濃度的外源NO可以抑制采后番茄[46]、獼猴桃[47]等果實中活性氧的累積，并保持果實中較高的SOD、POD、CAT的活性。在本研究中，15 μmol/L NO處理顯著降低了線粒體內ROS含量，有效提高了線粒體SOD、POD、CAT抗氧化酶的活性，與前人研究結果一致[20]。前人已經(jīng)證實NAC能夠抑制動物細胞的死亡和對小鼠肝臟細胞氧化脅迫起保護作用[48-49]。在本試驗中發(fā)現(xiàn)，80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO處理能夠降低果實線粒體中ROS的含量，提高SOD的活性，在NAC處理離體線粒體中也得到相似結果。這與前人在大鼠肝線粒體損傷中得到結論相似[50]。NO和NAC處理顯著降低了離體線粒體ROS含量并提高了線粒體SOD活性，從而促進了超氧陰離子自由基向H2O2的轉化。但NO和NAC處理降低了離體線粒體POD和CAT的活性，可能是因為NAC能透過線粒體膜，在線粒體內脫去乙?；纬蒐-半胱氨酸并大量合成谷胱甘肽，這些谷胱甘肽作為還原劑通過非酶促途徑與H2O2反應，從而減少了POD和CAT的底物，表現(xiàn)出較低的POD和CAT活性。此外，NO還可以與ROS直接反應并相互調節(jié)[51]，從而降低過量ROS對線粒體的傷害，維持線粒體的抗氧性。

本試驗初步探討了外源NO和NAC處理對采后桃線粒體抗氧化系統(tǒng)的影響。由于NO和NAC在生物抗氧化性研究中發(fā)揮越來越重要的作用，而且細胞內很多生理生化反應依賴于線粒體，因此，對NO和NAC維持線粒體抗氧化系統(tǒng)的確切機理及線粒體正常的生理功能值得深入研究。

NO和NAC處理能夠通過顯著降低線粒體中ROS含量、提高抗氧化酶SOD的活性，降低線粒體中膜電勢的降低速率，保持較高的膜電勢，維持線粒體內環(huán)境的穩(wěn)定來提高線粒體抗氧化系統(tǒng)的抗氧化能力。從而提高桃的貯藏時間。

5 ℃ 15 μmol/L NO處理能夠提高桃線粒體中SOD、POD和CAT的活性，有效減少了線粒體中ROS的含量，抑制線粒體的呼吸速率，從而降低了ROS對線粒體的傷害；減緩線粒體中膜電勢的降低速率，維持較高膜電勢，保持線粒體膜功能和結構的完整性，維持線粒體內環(huán)境的穩(wěn)定，提高線粒體抗氧化系統(tǒng)的抗氧化能力。

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RegulationbyExogenousNitricOxideandN-acetyl-L-cysteineonMitochondrialAntioxidantSysteminFeichengPeaches

GAO Shan,WANG Quan，GAO Jigang，ZHU Shuhua

(College of Chemistry and Material Science，Shandong Agricultural University，Tai′an 271018，China)

To study the regulation by exogenous nitric oxide (NO) and N-acetyl-L-cysteine(NAC)on mitochondrial antioxidative system of Feicheng peaches during cold storage. Feicheng peaches were dipped in 15 μmol/L NO，80 mmol/L N-acetyl-L-cysteine (NAC，reactive oxygen species scavenger) plus 15 μmol/L NO，and 5 μmol/L c-PTIO (NO scavenger) solution，respectively. The changes in mitochondrial respiration，mitochondrial membrane potential，the contents of malonaldehyde (MDA) and reactive oxygen species (ROS) and the activities of antioxidant enzymes were detected. Treatment with 15 μmol/L NO significantly decreased mitochondrial ROS content. Especially at the 1st week，mitochondrial ROS content in peaches treated with 15 μmol/L NO was only 50% of the control. Mitochondrial ROS content in peaches treated with 80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO was significantly lower than that of the control and other treatments after 2 weeks，while treatment with 5 μmol/L c-PTIO increased the content of mitochondrial ROS. The activities of antioxidative enzymes (POD，SOD and CAT) in mitochondria of peaches treated with 15 μmol/L NO was higher than that of the control and treatment with 5 μmol/L c-PTIO. Treatment with 80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO increased the activity of mitochondrial SOD and decreased the activities of mitochondrial POD and CAT. Treatment with 5 μmol/L c-PTIO decreased the activities of antioxidative enzymes in mitochondria. Mitochondrial MDA content in peaches treated with 15 μmol/L NO was lower than that of the control and other treatments during the storage except for the second week. However，mitochondrial MDA content in peaches treated with 80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO was significantly higher than that of the control and other treatments after 1 week. Mitochondrial MDA content in peaches treated with 5 μmol/L c-PTIO was higher than that of the control and treatment with 15 μmol/L NO in the second and third week. Mitochondrial membrane potential was improved by treatment with 15 μmol/L NO，reached the maximum，which was 1.2 times as high as that of the control，at 3 weeks. Mitochondrial membrane potential of peaches treated with 80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO was higher than that of the control and other treatments. However，treatment with 5 μmol/L c-PTIO decreased mitochondrial membrane potential. The mitochondrial respiration of peaches was inhibited by treatment with 15 μmol/L NO. Mitochondrial respiration peak of peaches treated with 80 mmol/L NAC-15 μmol/L NO appeared 1 week earlier than the control. Treatment with 5 μmol/L c-PTIO maintained high respiration of mitochondria. Exogenous nitric oxide and N-acetyl-L-cysteine could improve the antioxidant capacity of mitochondrial antioxidant system of peaches during storage，and delay the decrease of mitochondrial function.

Peach (Prunuspersica); Nitric oxide; N-acetyl-L-cysteine；Mitochondria；Antioxidant system

2017-06-03

國家自然科學基金項目(31270723)

高 珊(1990-)，女，山東濰坊人，在讀碩士，主要從事化學生物分析研究。

朱樹華(1978-)，男，山東泰安人，教授，博士，主要從事化學生物學研究。

S662.1

A

1000-7091(2017)05-0163-08

10.7668/hbnxb.2017.05.025