方筱琴 徐利偉 朱婷婷 柴吉釧 余 凡 施麗愉 陳 偉 楊震峰

(浙江萬里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,浙江 寧波 315100)

桃(Prumus persicaL.Batsch)是一種典型的呼吸躍變型果實(shí)。低溫貯藏能抑制桃果實(shí)在采后貯藏中產(chǎn)生和達(dá)到的呼吸高峰和內(nèi)源乙烯高峰,對減緩果實(shí)采后成熟衰老速率有顯著作用[1]。但桃果實(shí)又屬于冷敏性果實(shí),低溫貯藏下會出現(xiàn)果實(shí)絮敗、果肉褐變、果汁減少等冷害癥狀,導(dǎo)致桃果實(shí)風(fēng)味喪失[2],嚴(yán)重影響其食用品質(zhì)和市場經(jīng)濟(jì)價(jià)值[3]。

含糖量是評價(jià)桃果實(shí)風(fēng)味的重要指標(biāo),其與有機(jī)酸和芳香類物質(zhì)等一起決定了水果的風(fēng)味品質(zhì)。可溶性糖作為滲透物質(zhì)和信號分子,參與植物對環(huán)境脅迫的響應(yīng)[4]。水蜜桃果實(shí)中可溶性糖主要為蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇,其中蔗糖是主要的碳水化合物,約占總糖含量的75%[5]。蔗糖代謝途徑涉及的酶包括蔗糖合成酶(sucrose synthase,SUS)、蔗糖磷酸合成酶(sucrose-phosphate- synthase,SPS)、轉(zhuǎn)化酶(invertase,Inv)、蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(sucrose transporter,SUT)等。其中SUS 根據(jù)底物濃度不同參與不同的反應(yīng)方向,既能催化蔗糖合成又能催化蔗糖分解。根據(jù)反應(yīng)方向不同,SUS 可分為蔗糖合成酶-合成(sucrose synthasesynthesis,SUS-s)和蔗糖合成酶- 降解(sucrose synthase-cleavage,SUS-c)[6-7]。SPS 主要負(fù)責(zé)催化尿苷二磷酸葡萄糖和6-P-果糖反應(yīng)產(chǎn)生6-P-蔗糖和尿苷二磷酸,然后由磷酸蔗糖磷酸化酶(sucrose phosphate phosphorylase,SPP)催化6-P 蔗糖降解成蔗糖與磷酸根,植物細(xì)胞內(nèi)SPP 和SPS 以一種復(fù)合體的形式存在[8]。Inv 主要包括酸性轉(zhuǎn)化酶(acid invertase,AI)和中性轉(zhuǎn)化酶(neutral invertase,NI),它們能催化蔗糖分解成為葡萄糖或果糖[6]；SUT 與蔗糖的運(yùn)輸和碳的分配密切相關(guān)[9]。研究發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)中冷害癥狀與糖代謝有關(guān)[10]。在桃果實(shí)蔗糖代謝過程中,蔗糖降解為葡萄糖和果糖,果糖和葡萄糖分別可通過果糖激酶和己糖激酶催化反應(yīng),儲存在液泡中,或在胞漿中磷酸化；葡萄糖-1-磷酸(glucose- 1-phosphate,G1P)經(jīng)磷酸化形成果糖-6-磷酸(fructose-6- phosphate,F6P)和葡萄糖-6-磷酸(glucose-1-phosphate,G6P),以己糖磷酸鹽的形式存在[11]。其中,G1P、G6P、F6P 不僅參與植物的蔗糖代謝、糖酵解和糖信號等過程,而且能夠響應(yīng)非生物脅迫[12]。Brizzolara 等[13]發(fā)現(xiàn)低溫脅迫可以提高桃果實(shí)G6P、山梨醇等糖代謝產(chǎn)物含量。

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一種四碳的非蛋白質(zhì)氨基酸,能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境pH、維持碳氮營養(yǎng)平衡、參與植物對逆境脅迫的響應(yīng)等,被認(rèn)為是一種植物分子信號[14]。研究表明,谷氨酸脫羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD)、GABA 轉(zhuǎn)氨酶(GABA transaminase,GABA-T)和琥珀酸半醛脫氫酶(succinic semialdehyde dehydrogenase,SSADH)均參與GABA 代謝[15]。Al-Quraan 等[16]研究發(fā)現(xiàn),在GABA代謝分支中,擬南芥POP2 突變體中GABA-T 的缺失,會增加其對各種非生物脅迫的敏感性。黃娟[17]研究發(fā)現(xiàn),外源GABA 處理低溫脅迫下的黃瓜幼苗,可提高其抗氧化物酶活性,減弱低溫脅迫對黃瓜幼苗的傷害,促進(jìn)黃瓜幼苗的正常生長。Han 等[18]用10 mmol·L-1GABA 處理采后貯藏期的蘋果,延緩了蘋果中可滴定酸和蘋果酸鹽的流失,減少了乙烯的產(chǎn)生。GABA 轉(zhuǎn)氨酶抑制劑(vigabatrin,VGB)主要作用是抑制GABAT 的活性。陸曉晨[19]研究表明VGB 處理能提高根域亞低溫脅迫下山定子根系過氧化氫和可溶性糖的含量,緩解根域亞低溫脅迫。已有研究發(fā)現(xiàn),外源5 mmol·L-1GABA 處理桃果實(shí),提高了果實(shí)中內(nèi)源GABA 和脯氨酸的水平,以及抗氧化物酶活性和ATP含量,增強(qiáng)了果實(shí)的抗冷性,減輕了桃果實(shí)冷害的發(fā)生[20]。但外源GABA 減輕桃果實(shí)的冷害是否與蔗糖代謝的調(diào)控有關(guān)的報(bào)道較少。為此,本研究以湖景蜜露水蜜桃果實(shí)為材料,研究外源GABA 及GABA 復(fù)合VGB 處理對果實(shí)采后低溫貯藏期間可溶性糖含量、蔗糖代謝中間產(chǎn)物積累以及蔗糖代謝相關(guān)酶基因表達(dá)的影響,以期為GABA 調(diào)控果實(shí)蔗糖代謝進(jìn)而減輕桃果實(shí)冷害發(fā)生的機(jī)制研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

湖景蜜露水蜜桃于2016年7月采自浙江省奉化市水蜜桃研究所。GABA、VGB,購于美國Sigma 公司；磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、氯化鈉、氯化鎂,購于上海生工生物工程有限公司；氯化鑭、氫氧化鉀、苯酚、次氯酸鈉、乙醇、三氯乙酸、二乙醚、三乙醇胺、鹽酸、乙腈、三乙胺,均為國產(chǎn)分析純,購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；GABA 標(biāo)準(zhǔn)品、G6P 標(biāo)準(zhǔn)品、F1P 標(biāo)準(zhǔn)品、F6P 標(biāo)準(zhǔn)品、RNA 提取試劑盒、DNaseⅠ、SuperRT cDNA 第一鏈合成試劑盒、瓊脂糖、GelRed 染料、FastStart SYBR Green Master,購于寧波鎮(zhèn)海百川生物有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1750 紫外分光光度計(jì),日本Shimadzu 公司；Waters ACQUITY UPLC 超高效液相色譜-ACQUITY ELSD 蒸發(fā)光散射檢測器,美國Waters 公司；NanoDrop 2000 核酸蛋白分析儀,美國Thermo 公司；Gel DocTMXR＋凝膠成像儀、CFX96 Touch Real-Time PCR,美國Bio-Rad 公 司；Eppendorf Mastercycler proS PCR,德 國Eppendorf 公司。

1.3 預(yù)處理試驗(yàn)

參考邵佳蓉等[21]的方法。采摘挑選硬熟期桃果實(shí)(盛花后105～120 d),并在0℃下預(yù)冷24 h 后隨機(jī)將桃果實(shí)分為3 組(每組80 個(gè)果實(shí),各組重復(fù)3 次),處理組1(GABA 組)：將果實(shí)浸泡在5 mmol·L-1GABA 溶液中20 min；處理組2(G＋V)：將果實(shí)浸泡在5 mmol·L-1GABA 溶液中20 min 后再于100 μmol·L-1VGB 溶液中浸泡20 min；處理組3(CK)：相同條件下清水浸泡20 min 的桃果實(shí),作為對照組。各處理組果實(shí)完全浸沒于溶液中,多果同時(shí)浸泡。待桃果實(shí)自然晾干后置于4℃條件下貯藏,每7 d 取樣1 次,取樣時(shí)桃果肉用液氮速凍,置于-80℃超低溫冰箱儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 測定項(xiàng)目與方法

1.4.1 桃果實(shí)出汁率的測定 參考宋春波[22]的方法。桃果實(shí)離心(8 000 r·min-1,5 min)前后的失重率即為桃果實(shí)的出汁率。

1.4.2 GABA 含量的測定參考宋春波[22]和Deewatthanawong 等[23]的方法。以GABA 標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表示為mg·g-1FW。

1.4.3 桃果實(shí)蔗糖代謝中間產(chǎn)物的測定 蔗糖代謝中間產(chǎn)物G6P、G1P、F6P 的測定參考Gibon 等[24]的方法,并對樣品預(yù)處理略作修改。取桃果實(shí)的果肉(200～300 mg)加到離心管中,加入15 mL 16% 三氯乙酸-二乙醚(v/v)溶液,并用漩渦儀混勻5 min。然后向混合液中加入0.8 mL 16% 三氯乙酸水溶液(含5 mmol·L-1氟化鈉),4℃孵育3 h 后6 000×g離心5 min。將下層水相取出,再將水相提取4 次(通過加入0.8 mL 水飽和乙醚振蕩和反復(fù)離心,離心完用少量5 mol·L-1氫氧化鉀和1 mol·L-1三乙醇胺混合物調(diào)節(jié)pH 值至7.0)。取400 μL 提取物添加陽離子交換劑并進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.4.4 桃果實(shí)可溶性糖的提取及測定 葡萄糖、果糖和蔗糖的提取參考Eyéghé-Bickong 等[25]和徐利偉等[9]的水提法,并用超高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器測定[26]。

1.4.5 桃果實(shí)總RNA 提取 根據(jù)植物RNA 提取試劑盒(Omega)說明書,提取桃果實(shí)總RNA。

1.4.6 總RNA 完整性、含量和純度檢測 參考邵佳蓉等[21]的方法,驗(yàn)證總RNA 的完整性、含量和純度。

1.4.7 反轉(zhuǎn)錄cDNA 第一鏈的合成 采用SuperRT cDNA 第一鏈合成試劑盒(CWBIO),按照說明書要求進(jìn)行。

1.4.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 檢測 參考NCBI(https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/)和徐利偉等[9]的結(jié)果,篩選蔗糖代謝相關(guān)基因引物(表1)。參考宋春波等[20]和徐利偉等[9]的方法進(jìn)行熒光定量PCR檢測。

表1 qRT-PCR 擴(kuò)增引物序列Table 1 Primers sequences used for qRT-PCR and amplicon characteristics

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Prism 7 軟件(GraphPad 公司)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與繪圖,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示。采用非配對T檢驗(yàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)出汁率的影響

由圖1可知,CK 桃果實(shí)出汁率在貯藏前14 d 變化較平穩(wěn),貯藏14 d 后出汁率增加。外源GABA 處理桃果實(shí)的出汁率在貯藏前14 d 變化平穩(wěn),隨后緩慢增加,分別在貯藏28 和35 d 顯著和極顯著低于CK。G＋V 處理桃果實(shí)在整個(gè)貯藏過程中出汁率變化平穩(wěn),在貯藏后期(28～35 d)均極顯著低于CK(P＜0.01)。表明,2 種處理均能抑制桃果實(shí)貯藏后期(28～35 d)出汁率的增加,且G＋V 處理的效果更好。

2.2 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)GABA 含量的影響

由圖2可知,CK 桃果實(shí)在貯藏0～7 d GABA 含量明顯增加,貯藏7 d 后開始下降并趨于平穩(wěn)。外源GABA 處理桃果實(shí)的GABA 含量變化趨勢與CK 類似,并在貯藏21～35 d 時(shí)顯著或極顯著高于CK。G＋V處理桃果實(shí)的GABA 含量在貯藏7 d 時(shí)達(dá)到最大值,約為CK 的1.5 倍,且在整個(gè)貯藏過程均顯著或極顯著高于CK 桃果實(shí)。表明,外源GABA 處理能提高桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)GABA 含量,而G＋V 處理顯著提高了桃果實(shí)在整個(gè)貯藏過程中的GABA 含量。

圖1 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)出汁率的影響Fig.1 Effects of exogenous GABA and G＋V treatments on extractable juice of peach fruit

2.3 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)可溶性糖含量的影響

CK 桃果實(shí)的果糖(圖3-A)、葡萄糖(圖3-B)含量在貯藏0～7 d 略有下降,貯藏7 d 后持續(xù)升高；蔗糖(圖3-C)含量在貯藏0～14 d 略有上升,貯藏14 d 后持續(xù)下降。外源GABA 處理桃果實(shí)果糖、葡萄糖及蔗糖含量變化趨勢與CK 類似,且在整個(gè)低溫貯藏過程中基本高于CK 桃果實(shí),但葡萄糖含量在貯藏第28 天顯著低于CK 桃果實(shí)。G＋V 處理桃果實(shí)果糖和葡萄糖含量變化趨勢與CK 類似,其中果糖含量在貯藏21～35 d 極顯著低于CK 桃果實(shí)(P＜0.01)；葡萄糖含量在貯藏前21 d 均低于CK 桃果實(shí),但在貯藏21～35 d 快速升高,并于貯藏35 d 時(shí)顯著高于CK 桃果實(shí)(P＜0.05)；蔗糖含量在貯藏0～7 d 下降,貯藏7 d 后開始升高并保持較高水平,在貯藏第28 天時(shí)達(dá)到最大值,約為CK 的2.5 倍。表明,外源GABA 和G＋V 處理均能保持桃果實(shí)在貯藏后期(21～35 d)具有較高水平的蔗糖含量,且G＋V 處理能顯著降低桃果實(shí)在貯藏后期(21～35 d)的果糖含量。

圖2 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)GABA 含量的影響Fig.2 Effects of exogenous GABA and G＋V treatments on GABA content in peach fruit

圖3 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)可溶性糖含量的影響Fig.3 Effects of exogenous GABA and G＋V treatments on soluble sugars content in peach fruit

2.4 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)蔗糖代謝中間產(chǎn)物的影響

由圖4可知,CK 桃果實(shí)G6P 含量在貯藏前14 d無明顯變化,隨后快速增加并趨于平穩(wěn)；G1P 含量在貯藏期間呈先上升后平穩(wěn)的趨勢；F6P 含量在整個(gè)貯藏過程中呈緩慢上升趨勢。外源GABA 處理桃果實(shí)G6P 含量在貯藏前21 d 不斷升高,之后略有下降,并在貯藏14 d 時(shí)極顯著高于CK 桃果實(shí)(P＜0.01)；G1P含量在整個(gè)貯藏過程呈上升趨勢,在貯藏28～35 d 顯著高于CK 桃果實(shí)；F6P 含量在貯藏前21 d 快速增加,隨后略有下降,在貯藏14 d 后均顯著或極顯著高于CK 桃果實(shí)。G＋V 處理桃果實(shí)G6P、F6P 含量與CK 變化趨勢類似,其中,G1P 含量在整個(gè)貯藏過程呈波動變化,貯藏14 d 后G1P 含量下降并在第21 天時(shí)顯著低于CK 桃果實(shí)(P＜0.05),貯藏后期(貯藏28～35 d)G1P 含量升高并高于CK 桃果實(shí)。表明,外源GABA處理能提高桃果實(shí)冷害期間(21～35 d)F6P 含量,并使其始終維持在較高水平。

圖4 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)蔗糖代謝中間產(chǎn)物含量的影響Fig.4 Effects of exogenous GABA and G＋V treatments on sucrose metabolism intermediates content in peach fruit

2.5 外源GABA 及G＋V 處理對蔗糖合成相關(guān)酶基因表達(dá)的影響

CK 桃果實(shí)PpSPS1 基因相對表達(dá)量在貯藏前14 d 略有增加,隨后呈下降趨勢；而外源GABA 處理桃果實(shí)PpSPS1 基因相對表達(dá)量在貯藏第7 天顯著高于CK,隨后呈下降趨勢；G＋V 處理桃果實(shí)PpSPS1 基因相對表達(dá)量整體保持較高水平,但在貯藏28 d 后快速下降,在整個(gè)貯藏過程中均高于CK(圖5-A)。CK、外源GABA 和G＋V 處理桃果實(shí)PpSPS2 基因相對表達(dá)量均在貯藏前14 d 升高,隨后下降,CK 桃果實(shí)PpSPS2基因相對表達(dá)量在貯藏第7 天極顯著低于GABA 處理(P＜0.01),但在貯藏第21 天顯著高于GABA 處理(P＜0.05)(圖5-B)。CK 與外源GABA 和G＋V 處理桃果實(shí)PpSPS3 基因相對表達(dá)量相比均降低但并無顯著差異(圖5-C)。CK 桃果實(shí)在貯藏前7 dPpSPP1、PpSUT1 基因相對表達(dá)量均低于GABA 處理,在貯藏第35 天時(shí)低于G＋V 處理(圖5-D、E),且G＋V 處理桃果實(shí)PpSPP1 基因表達(dá)量在貯藏21～35 d 時(shí)與PpSPS1結(jié)果一致。表明,G＋V 處理能提高桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)PpSPS1、PpSPP1 基因的表達(dá)。

2.6 外源GABA 及G＋V 處理對蔗糖分解基因表達(dá)的影響

由圖6可知,CK、外源GABA 和G＋V 處理桃果實(shí)PpSUS5、PpSUS6、PpNI1 和PpNI2 的相對表達(dá)量均在貯藏前14 d 呈上升趨勢,隨后下降,外源GABA 處理桃果實(shí)在貯藏第7 天時(shí)PpSUS1、PpSUS3、PpSUS6 和PpNI2 的相對表達(dá)量均高于CK。CK 及外源GABA 處理果實(shí)PpSUS3 表達(dá)量在貯藏前14 d 整體升高,隨后快速下降；G ＋V 處理桃果實(shí)在貯藏21～28 d 時(shí)PpSUS3 相對表達(dá)量顯著高于CK(P＜0.05)(圖6-B)。表明,外源GABA 處理能抑制桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)PpSUS5 基因的表達(dá),而G＋V 處理提高了桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)PpSUS3、PpNI2 的表達(dá)。

圖5 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)蔗糖合成相關(guān)酶基因表達(dá)的影響Fig.5 Effects of exogenous GABA and G＋V treatments on gene expression of sucrose synthase related enzymes in peach fruit

3 討論

桃屬于冷敏性果實(shí),低溫貯藏易發(fā)生冷害。浙江萬里學(xué)院楊震峰課題組前期研究發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)在4℃貯藏期間冷害指數(shù)隨著貯藏時(shí)間的延長而逐漸增加,貯藏后期果實(shí)冷害指數(shù)顯著升高,冷害程度加劇[9]。本研究發(fā)現(xiàn)在桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d),果實(shí)出汁率迅速增加。另有研究發(fā)現(xiàn),桃果實(shí)遭受冷害會出現(xiàn)果肉絮敗、木質(zhì)化等癥狀,同時(shí)伴隨著出汁率迅速增加、果肉褐變、不能正常后熟軟化等現(xiàn)象[1]。因此,果肉出汁率也可作為判斷桃果實(shí)冷害程度的重要指標(biāo)[22]。本研究中,外源GABA 處理抑制了桃果實(shí)貯藏后期(28～35 d)出汁率的增加,并且提高了果實(shí)貯藏后期(21～35 d)內(nèi)源GABA 含量,這表明外源GABA處理通過提高內(nèi)源GABA 含量減輕了果實(shí)冷害的發(fā)生,這與宋春波等[20]的研究結(jié)果一致。Malekzadeh等[27]研究也發(fā)現(xiàn)5 mmol·L-1外源GABA 處理通過誘導(dǎo)黃瓜果實(shí)內(nèi)源GABA 含量增加,提高了黃瓜在低溫貯藏條件下的抗冷害能力。Deleu 等[28]發(fā)現(xiàn)外源GABA 復(fù)合VGB 處理能提高油菜幼苗根的內(nèi)源GABA含量。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),外源GABA 復(fù)合VGB 處理抑制了桃果實(shí)貯藏后期出汁率升高,并使其始終維持在較低水平。此外,外源G＋V 處理還提高了桃果實(shí)在整個(gè)貯藏過程中內(nèi)源GABA 含量,這表明VGB 能抑制桃果實(shí)GABA 分解代謝。綜上所述,外源GABA 處理和GABA 復(fù)合VGB 處理通過提高果實(shí)內(nèi)源GABA 含量有效抑制了桃果實(shí)在低溫貯藏期間冷害的發(fā)生,且GABA 復(fù)合VGB 處理對冷害的抑制效果更明顯。

圖6 外源GABA 及G＋V 處理對桃果實(shí)蔗糖分解相關(guān)酶基因表達(dá)的影響Fig.6 Effect of exogenous GABA and G＋V treatment on gene expression of sucrose catabolism related enzymes in peach fruit

研究發(fā)現(xiàn),可溶性糖的分布和濃度不僅影響果實(shí)的感官品質(zhì),而且影響果實(shí)在冷藏過程中的耐冷性[29]。Yu 等[30]研究發(fā)現(xiàn),熱空氣和茉莉酸甲酯處理增強(qiáng)桃果實(shí)耐寒性可能與桃果實(shí)中蔗糖含量的增加有關(guān)。包宇[31]研究發(fā)現(xiàn)外源GABA 處理提高了番茄幼苗在低溫脅迫下的可溶性糖含量,進(jìn)而增強(qiáng)了番茄自身的滲透調(diào)節(jié),表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗冷性。本研究發(fā)現(xiàn),桃冷害期間(貯藏21～35 d)蔗糖含量急劇下降,果糖含量上升。而外源GABA 處理減緩了桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)蔗糖含量的降低,這表明GABA 處理通過抑制蔗糖含量降低,減輕果實(shí)冷害發(fā)生,這與Yu 等[32]研究結(jié)果相一致。此外,Streb 等[33]研究發(fā)現(xiàn)F6P 累積與低溫脅迫有關(guān),低溫光照條件下可以提高豌豆葉片中F6P 含量。本研究發(fā)現(xiàn)外源GABA 處理提高了桃果實(shí)冷害期間(貯藏21～35 d)F6P 含量,并使其始終維持在較高水平。這表明GABA 處理減輕桃果實(shí)冷害可能與提高F6P 含量有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn),GABA 復(fù)合VGB 處理提高了桃果實(shí)在貯藏后期(21～35 d)的蔗糖含量。這表明GABA 復(fù)合VGB 通過提高蔗糖含量,抑制冷害現(xiàn)象發(fā)生,這與Wang 等[5]研究結(jié)果一致。綜上所述,外源GABA 處理和GABA 復(fù)合VGB 處理通過提高果實(shí)蔗糖含量可有效抑制桃果實(shí)在低溫貯藏期間冷害的發(fā)生。

Inv(包括AI 和NI)和SUS-c 參與蔗糖代謝將蔗糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖和果糖,而葡萄糖和果糖作為底物在SUS-s 和SPS 的作用下產(chǎn)生蔗糖[34]。Yu 等[32]研究證實(shí)低溫脅迫激活了蔗糖代謝相關(guān)酶活性及其表達(dá)。Yu 等[7]研究發(fā)現(xiàn),外源1-MCP 處理能抑制低溫貯藏條件下PpSUS-c的表達(dá)量,提高PpSUS-s的表達(dá)量,從而提高Yulu 和Zajiao 兩品種桃果實(shí)在冷藏過程中的蔗糖含量,降低冷害發(fā)生。本研究發(fā)現(xiàn),外源GABA處理降低了桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)PpSUS5 基因的表達(dá),這表明外源GABA 處理使PpSUS5 在桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)表達(dá)量下降,降低了PpSUS5 對蔗糖的分解,從而減緩蔗糖含量降低,減輕冷害現(xiàn)象。

Shi 等[35]研究表明,楊梅MrSPS1、MrSPS2 和MrSPS3 在藍(lán)光處理下表達(dá)量顯著升高,從而提高了楊梅體內(nèi)蔗糖含量。Agopian 等[36]研究發(fā)現(xiàn),低溫貯藏條件下香蕉果實(shí)SUS和SPS的表達(dá)量協(xié)同增加,是其參與抗冷害的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn),GABA 復(fù)合VGB 處理提高了桃果實(shí)貯藏后期(21～35 d)PpSPS1、PpSPP1、PpSUS3的表達(dá),增強(qiáng)PpSPS1、PpSPP1、PpSUS3 對蔗糖的合成,促進(jìn)果糖轉(zhuǎn)化為蔗糖,使蔗糖含量保持在較高水平,抑制冷害現(xiàn)象的發(fā)生。但外源GABA 復(fù)合VGB 處理提高了PpNI2 基因在桃果實(shí)貯藏后期的表達(dá)量,這與Yu 等[7]和Cao 等[34]的結(jié)果不完全一致,推測可能與不同品種或者不同處理方法有關(guān),具體機(jī)理還需進(jìn)一步探討研究。

4 結(jié)論

本研究表明,外源GABA 處理和GABA 復(fù)合VGB處理通過提高桃果實(shí)貯藏后期內(nèi)源GABA 含量和蔗糖含量從而有效抑制桃果實(shí)在低溫貯藏期間冷害的發(fā)生。此外,外源GABA 處理抑制了貯藏后期蔗糖降解相關(guān)酶基因PpSUS5 的表達(dá),減緩了桃果實(shí)中蔗糖的含量降低,從而提高了果實(shí)抗冷害的能力。GABA 復(fù)合VGB 處理增強(qiáng)了貯藏后期蔗糖合成酶相關(guān)基因PpSPS1、PpSPP1 和PpSUS3 的表達(dá),維持了桃果實(shí)較高的蔗糖含量,從而抑制果實(shí)冷害發(fā)生。本研究結(jié)果初步表明,外源GABA 處理能通過調(diào)控果實(shí)蔗糖代謝進(jìn)而減輕桃果實(shí)冷害癥狀,為進(jìn)一步研究桃果實(shí)采后貯藏保鮮提供了新的思路。