朱麗娟，侯佳迪，王軍萍，劉少偉，郁志芳

（南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京 210095）

成熟衰老是新鮮果蔬的重要生物學過程，伴隨諸多新陳代謝和外觀的快速變化，通常與細胞壁的軟化[1]、葉綠素的降解[2]、新色素的合成（如類胡蘿卜素、葉黃素、類黃酮）[1-3]、揮發(fā)性有機物的積累和釋放[4]、蛋白質的合成以及可溶性物質含量的改變[3-5]等密切聯(lián)系。與果蔬成熟衰老相關的代謝則與其體內許多重要的酶促和非酶促抗氧化系統(tǒng)有關，如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）及谷胱甘肽還原酶（GR）、抗壞血酸（ASA）和酚類物質等[6]。雖然上述抗氧化系統(tǒng)能夠使果蔬在成熟衰老初期保持氧化還原平衡，但在成熟衰老的代謝和結構分解過程中，果蔬仍會發(fā)生不可逆的氧化應激反應[7]。新鮮果蔬根據(jù)其成熟期間是否出現(xiàn)呼吸躍變，可分為呼吸躍變型（如蘋果、桃、香蕉、芒果等）和非呼吸躍變型（如甜橙、草莓、楊梅、黃瓜等）兩類。一般認為，果蔬呼吸高峰的出現(xiàn)與植物體內乙烯含量的迅速增加有關。

NO作為一種可自由擴散的膜透性信號分子[5]，參與了果蔬成熟和衰老過程。Leshem等[8]于1996年提出NO可以通過抑制乙烯的生成，調控成熟與衰老進程。有研究發(fā)現(xiàn)，果蔬成熟過程發(fā)生的變化不僅與活性氧（ROS）和抗氧化物代謝有關，同時也與NO有關，并提出在呼吸躍變型和非呼吸躍變型果實中都存在著硝基-氧化應激反應[9]。近年來，多數(shù)研究主要集中于NO對果實成熟的影響和調控機制及其它與成熟相關的方面，如貯藏期間的冷害及病原微生物的侵染對果蔬品質產(chǎn)生的影響。利用外源NO調控果蔬的成熟并應用于保鮮，已成為當前采后生物學領域的研究熱點之一。

本文總結了近年來NO在果蔬采后延緩成熟衰老、增強冷害和病害抗性方面的效應和作用機制，提出了NO在果蔬采后應用的未來研究方向。

1 NO對果蔬成熟衰老的影響

1.1 延緩果蔬成熟

NO已被證明在各類果蔬中都起到了延緩成熟衰老的作用。目前，許多研究表明NO可通過與乙烯的拮抗作用來延緩果蔬成熟并提高果蔬貯藏過程中的抗逆性，改善采后品質、延長貨架期。Singh等[10]研究發(fā)現(xiàn)，10 μL/L的NO熏蒸日本李果實2 h，可顯著抑制21 ℃貯藏下果實的呼吸速率和乙烯釋放速率，并延緩果實遲熟3～4 d及其可滴定酸的下降。Han等[11]利用10 μL/L的NO熏蒸‘霞暉6號’桃果實3 h并置于4 ℃下24 d，與對照相比，處理果實乙烯的釋放速率顯著降低且保持較高硬度，NO處理還提高了果實蔗糖磷酸合成酶的活性，使貯藏期間的果實在延緩衰老的同時仍保持了較高的蔗糖含量。NO也能在非呼吸躍變型果蔬成熟的過程中發(fā)揮作用。Zhao等[12]利用20 μL/L外源NO熏蒸冬棗3 h并在0 ℃下貯藏75 d，結果表明，NO可顯著降低冬棗的失重率與腐爛率，使其保持較高的硬度和較低的呼吸速率，抑制丙二醛（MDA）含量和細胞膜通透性的增加，延緩冬棗衰老。300 μL/L的NO熏蒸葡萄2 h，可減輕0 ℃下貯藏葡萄ROS的積累和膜脂過氧化程度，貯藏結束時，處理果實的失重率和和褐變指數(shù)分別比對照低133.82%和34.20%[13]。

除NO氣體外，也可利用硝普鈉（SNP）作為外源NO供體。以0.2 mmol/L的SNP浸泡處理獼猴桃10 min并置于20 ℃下貯藏，可有效延緩貯藏期間獼猴桃果實硬度和維生素C（VC）含量的下降，抑制可溶性固形物（SSC）的上升和可滴定酸（TA）的下降速率，降低代謝強度，有效延緩其成熟，有利于果實品質的保持[14]?！_農(nóng)’芒果經(jīng)0.25 mmol/L的SNP浸泡2 min后，可有效抑制呼吸速率和失重率、保持硬度、延緩顏色轉變，使其保持良好的果品品質[15]。有關內源NO在果蔬成熟過程的作用也有所研究，15 kJ/m2的UV-B照射處理芒果4 h后，可提高果實在6 ℃冷藏期間內源性NO的含量，令其保持較高的硬度并減少冷害[16]。

果蔬成熟過程中，NO在很大程度上調節(jié)包括乙烯在內的多種植物激素的活性。無論是外源施用NO還是提高內源性NO，都能起到延緩果蔬成熟衰老的作用。對于常溫貯藏的果蔬，NO能降低呼吸強度與乙烯釋放速率以延緩成熟，延長貨架期并保持良好的品質。對于低溫貯藏的果蔬，NO可通過提高抗氧化能力使其產(chǎn)生良好的抗逆性，降低氧化損傷并減少冷害。

1.2 延緩果蔬成熟機理

NO是一種有效調節(jié)植物生長的信號分子且具有雙重影響，低濃度的NO幫助植物延緩衰老并抵御脅迫，高濃度則抑制生長，加速衰老[8]。植物組織中，NO可通過質外體作用于細胞壁組分，NO氧化產(chǎn)生的自由基（NO·、NO+、NO）可與細胞壁組分作用促進細胞的擴展，進而促進生長[17]。隨濃度升高，NO進一步作用于細胞膜的磷脂雙分子層，增強膜的流動性；當NO濃度更高時，它會與過氧亞硝酸鹽、超氧陰離子作用導致膜滲漏，甚至還會擴散進入細胞質，攻擊關鍵酶類加速組織衰老[17]。

乙烯是植物體內的重要激素，從果實的成熟與軟化到葉片的衰老等都受其調控。乙烯的生物合成過程包括兩步驟（圖1）[1]。如圖1所示，NO對乙烯代謝的調節(jié)存在三個作用位點。首先，NO可對SAM合成酶（SAMS）的蛋白質巰基進行可逆的S-亞硝基化修飾而令其失活[18]，進而抑制SAM的合成并使乙烯產(chǎn)量減少。Lindermayr等[19]曾對擬南芥進行了全面的蛋白質組學研究，鑒定了100多個S-亞硝基化蛋白，其中包括甲硫氨酸腺苷轉移酶（MAT）。Lindermayr等[18]根據(jù)上述結果進行了相關分子機制的研究，發(fā)現(xiàn)在擬南芥主導S-腺苷甲硫氨酸（SAM）生物合成的三種MAT亞型（MAT1-MAT3）中，只有在Cys-114位的MAT1蛋白質巰基亞S-硝基化修飾才會引起SAMS活性的抑制。NO可以通過降低乙烯合成兩個關鍵的限速酶——ACC合成酶（ACS）和ACC氧化酶（ACO）活性來抑制乙烯的生物合成，進而調控成熟與衰老進程[5]。如利用15 μL/L的NO熏蒸‘Dahong’桃果實20 min，可通過降低ACS和ACO的活性來抑制乙烯的生物合成，保持果實品質[20]。有關NO抑制乙烯合成的機制也有不同的解釋。10 μL/L的NO熏蒸‘霞暉5號’桃果實3 h并置于室溫下貯藏，該處理使SAMS活性上調并促進SAM和1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）的積累，導致ACC-ACO-NO三元復合體的形成，最終抑制乙烯的生物合成[21]。Lv等[22]利用擬南芥探究了NO和乙烯在其葉片衰老中的相互作用關系，結果表明NO的積累阻止了ACS1誘導的葉片衰老發(fā)生。

圖1 植物乙烯合成途徑與甲硫氨酸循環(huán)Fig.1 Ethylene biosynthesis pathway and methionine recycling in plants

近期許多研究表明，果實成熟期間H2S和褪黑素也可以參與到NO和乙烯的相互作用之中。根據(jù)外源施用量的不同，NO和H2S之間既能產(chǎn)生協(xié)同作用也能發(fā)生拮抗作用，但NO-H2S在抑制乙烯誘導的果實成熟方面主要表現(xiàn)出協(xié)同作用[5]。Zhu等[20]比較了NO（15 μL/L、20 min）和H2S（20 μL/L、20 min）復合處理‘Dahong’桃果實與NO/H2S單獨處理延緩果實成熟的效果，復合處理較單獨處理顯著降低了ACC含量、ACS和ACO活性，抑制水溶性和環(huán)己二胺四乙酸（EDTA）溶性細胞壁組分的增加，延緩Na2CO3溶性組分的下降，降低果實軟化相關酶的活性，二者之間存在協(xié)同作用，通過抑制乙烯生物合成和細胞壁降解維持果品品質。類似的協(xié)同效應在草莓中也有發(fā)現(xiàn)，H2S（0.8 mmol/L NaHS溶液）和NO（5 μmol/L SNP 溶液）復合處理顯著抑制了草莓的呼吸速率和腐爛，增加了幾丁質酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性，使草莓保持了較高的硬度及抗病性[23]。有關褪黑素與NO在果蔬成熟期間的相互作用在梨中有報道。Liu等[24]研究了外源施用褪黑素和NO對三種不同品種歐洲梨成熟和軟化的影響，將不同品種的梨分別浸泡在SNP溶液（100 μmol/L）、褪黑素溶液（100 μmol/L）、L-NAME溶液（200 μmol/L）及褪黑素（100 μmol/L）+ L-NAME溶液（200 μmol/L）中各12 h，結果表明，褪黑素和SNP處理均降低了果實纖維素酶基因（PcCel）和多聚半乳糖醛酸酶基因（PcPG）的表達，抑制了乙烯合成相關基因（PcACS和PcACO）的表達，并降低了呼吸和乙烯的產(chǎn)生速率，但其他兩種處理無顯著效果。通過比較上述四種處理結果發(fā)現(xiàn)，褪黑素可通過上調NO合酶基因（PcNOS）的表達提高NOS的活性，增加NO含量；但當NO合成受到抑制時，褪黑素對果實成熟衰老的延緩作用幾乎被消除。

綜上，NO處理與延緩果蔬成熟存在著一定的劑量關系。NO可通過抑制SAMS、ACS以及ACO的活性來抑制乙烯的生物合成。其他因子如H2S和褪黑素也參與了NO與乙烯的互作并發(fā)揮了一定作用。

2 NO對果蔬冷害的影響

2.1 增強果蔬耐冷性

低溫貯藏是果蔬采后常用的一種保鮮方法，可用于保持果蔬采后品質并延緩其衰老，延長貨架期。然而，對低溫敏感的果蔬，冷藏期間往往伴隨冷害現(xiàn)象的發(fā)生，微觀結構上會使細胞中的線粒體和葉綠體產(chǎn)生功能紊亂和腫脹，葉綠體內脂滴積累以及染色質聚集，細胞膜滲透性增加；宏觀上則會令果蔬表皮呈現(xiàn)凹陷和水漬狀、發(fā)生褐變，降低果蔬品質[25]。與冷害相關的癥狀，可施用外源NO緩解。有報道稱，50 μmol/L的SNP溶液噴淋‘G.H. Hill’桃果實，可減輕4 ℃貯藏條件下桃的冷害，該處理主要通過減少貯藏期間活性氧的積累，增強抗氧化活性來減輕果實的氧化損傷，并抑制了乙烯產(chǎn)生、保持硬度及VC含量[26]。研究發(fā)現(xiàn)，采用0.5 mmol/L的SNP浸泡臍橙5 min并置于3 ℃貯藏，能夠提高果實SOD、POD、CAT等抗氧化酶的活性，降低果皮中脂質過氧化程度和過氧化氫（H2O2）含量，維持細胞膜的完整性以提高果實的耐冷性[27]。以0.07 mmol/L的SNP中浸泡竹筍30 min并在1 ℃貯藏56 d，竹筍的丙二醛（MDA）含量和冷害發(fā)生率分別比對照降低了8.8%和37.9%，冷害程度明顯減輕[28]。

低溫貯藏可能還會造成果蔬成熟受阻以及風味喪失等問題。Cai等[29]研究了10 μL/L的NO熏蒸‘霞暉6號’桃果實3 h，對桃低溫（4 ℃）和常溫貨架期（20 ℃）貯藏過程中果實品質和香氣物質的影響，結果表明，NO處理增加了冷藏后果實主要香氣物質（C6醛、C6醇、直鏈酯和內酯）的排放，減輕了處理組果實冷害的發(fā)生（比對照組平均低20%），并促進了處理組果實在常溫貨架期呼吸速率和乙烯生成量的恢復。

國內外有關施用外源NO減輕果蔬冷害的研究較多，表1總結了外源NO處理對不同類型果蔬冷藏期間生理特性、抗氧化系統(tǒng)和ROS代謝的影響，兩種代謝主要涉及到等活性氧和VC、GR、酚類等抗氧化物質，以及SOD、CAT、APX等酶。

2.2 NO抑制采后冷害的機理

關于NO抑制果蔬采后冷害，國內外的學者從分子生物學的角度出發(fā)、應用基因組、轉錄組、蛋白組、代謝組學等技術開展了大量的研究，初步揭示了NO增強果蔬抗冷性的機制。

2.2.1 激活抗氧化體系 活性氧自由基的積累和爆發(fā)是引起果蔬采后發(fā)生冷害的主要原因，果蔬在遭受低溫脅迫后會發(fā)生過氧化反應，最終干擾生物膜的結構與功能誘發(fā)冷害產(chǎn)生[25]。能夠引起果蔬冷害發(fā)生的主要自由基包括及·OH等[26]。果蔬中存在著酶和非酶的自由基清除系統(tǒng)，活體果蔬組織中最重要的ROS清除酶系統(tǒng)成員包括SOD、APX、CAT、POD和GR等酶類[6]。表1可見，通過適宜濃度的NO或SNP處理，可顯著提高抗氧化酶及抗氧化物質的活性，從而增強果蔬組織的氧化應激能力并減輕冷害。Zhang等[31]利用60 μL/L的NO熏蒸哈密瓜3 h，探究了在低溫（1±0.5）℃貯藏下NO提高果實抗冷性的機理，發(fā)現(xiàn)NO大大提高了處理果實抗氧化系統(tǒng)酶（SOD、CAT、APX和POD）的活性，貯藏結束時處理果實的SOD活性比對照高53.42%，相應的含量也顯著降低。NO增強抗氧化酶活性的作用可能是通過S-亞硝基化產(chǎn)生的，研究表明，NO可使APX1的第32位半胱氨酸發(fā)生S-亞硝基化從而增強該酶的活性，以提高植物將H2O2還原成H2O的速度[33]。除上述直接的酶促抗氧化系統(tǒng)外，植物體內還存在著間接的抗氧化系統(tǒng)，如抗壞血酸-谷胱甘肽（ASA-GSH）循環(huán)。10 μL/L NO熏蒸桃果實3 h，顯著提高了果實低溫貯藏期間AsA/DHA比值（貯藏第3周為對照的3.3倍），同時在貯藏2周后，處理果實的總谷胱甘肽和還原型谷胱甘肽顯著增加，GR活性顯著增強，NO處理促進冷藏期間桃果實ASA-GSH循環(huán)的再生機制，減輕桃果實的冷害與衰老[7]。

表1 NO處理對呼吸躍變型和非呼吸躍變型果蔬生理特性及氧化代謝的影響Table 1 Effects of NO treatment on physiological traits and oxidative metabolism in some climacteric and non-climacteric fruit and vegetables

2.2.2 維持能量水平 低溫脅迫條件下，果蔬組織的ATP合成受阻、能量下降，令細胞結構遭到破壞、生物膜功能損傷，同時也影響果蔬自身的活性氧清除功能[25]。植物體的耐冷性與其能量高低有關，維持較高的能量水平有利于降低冷藏的危害[34]。Wang等[35]研究了不同成熟階段的‘紅陽’獼猴桃在0 ℃冷藏下的冷害情況，結果表明，高成熟度果實有著更高的抗氧化能力以及能量水平，且H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、琥珀酸脫氫酶（SDH）和細胞色素C氧化酶（CCO）等與能量代謝有關的酶活力顯著增強，減輕了冷害的發(fā)生。有文獻報道，用0.05 mmol/L的SNP處理香蕉并在7 ℃下貯藏20 d，處理香蕉的ATP含量和能荷顯著高于對照，且與能量代謝有關的H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、SDH和CCO活性較對照顯著增強，果糖激酶、葡萄糖激酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶的活性也顯著提高，說明NO可通過維持冷藏期間果實內較高的能量狀態(tài)和提高能量代謝相關酶的活性來提高果實的耐冷性[36]。另有報道稱，將‘肥城’桃果實置于15 mmol/L的NO溶液中浸泡10 min后，可顯著抑制桃果實0 ℃冷藏期間ATP、ADP、能荷含量及能量代謝酶活性的降低，延緩膜脂過氧化過程，提高果實的抗冷性[37]。

2.2.3 保護細胞膜 細胞膜結構的改變是植物發(fā)生低溫冷害時最初的反應。受到低溫脅迫后，細胞膜會發(fā)生由液晶態(tài)向凝膠態(tài)的膜相變，膜脂的不飽和脂肪酸含量下降，隨后膜的通透性增加，與細胞膜穩(wěn)定性相關的酶活性發(fā)生改變，導致細胞結構和功能的紊亂，如細胞膨壓喪失，細胞液化，胞質流動性減少，最終造成冷害[34]。提高膜脂不飽和脂肪酸的含量可增加細胞膜的流動性，從而提高果蔬的耐冷性。關于耐冷性與不飽和脂肪酸含量的關系在多種果蔬中均有報道。以10 μL/L的NO處理肥城桃，可通過增加線粒體膜及細胞膜不飽和脂肪酸（如亞麻酸、亞油酸）含量，來維持膜組織較低的相變溫度以減少膜組織損傷，維持細胞膜的流動性及果實耐冷性[38]。Li等[39]用0.1 mmol/L的SNP處理生姜幼苗，處理幼苗的保持了較高的不飽和脂肪酸含量，特別是C16:1、C18:2和C18:3的含量顯著增高，提高了植株的耐冷性。MDA是脂膜過氧化的最終產(chǎn)物，它會損傷生物膜結構，改變膜的通透性，進而損傷細胞。Wu等[30]利用60 μL/L的NO熏蒸香蕉3 h，該處理提顯著降低了香蕉在低溫冷藏期間MDA的含量，并減少了組織的電解質滲漏率，使香蕉保持了更好的果品品質。其他相似的結果在桃[7]、冬棗[12]和黃瓜[32]中也有所發(fā)現(xiàn)。

2.2.4 CBF抗冷途徑 冷害誘導的相關抗冷基因表達研究中，CBF（C-repeat binding transcription）抗冷途徑被認為是最關鍵的一條低溫響應調控途徑。CBF調控著下游抗冷基因的表達：植物細胞膜上的受體感受到環(huán)境的低溫信號并將其傳送至細胞核，Ca2+和MAPKs等感知和傳導該信號，激活相關酶類并誘導CBF轉錄因子表達，從而啟動冷誘導功能基因（COR）的表達，觸發(fā)冷響應答[37]。Costa-Broseta等[40]通過野生型擬南芥與三倍突變體nia1nia2noa1-2擬南芥在4 ℃時CBF基因相對表達量的對比得出，NO的積累能顯著提高低溫條件下擬南芥CBF基因的表達量。利用60 μL/L的NO處理哈密瓜，在冷藏期間與對照組相比，哈密瓜的CmCBF1和CmCBF3表達量顯著提高，減輕哈密瓜的冷害[31]。Jiao等[41]用15 mmol/L的SNP浸泡處理‘金秋紅蜜’桃果實10 min，并研究了CBF基因在其4 ℃貯藏期間的表達情況，結果表明，處理果實的CBF的相對表達量（5.9）在冷藏第21 d達到最大值，是對照的2.9倍，該處理顯著降低了果實的冷害指數(shù)。以15 mmol/L的NO溶液中浸泡10 min的‘肥城’桃置于0 ℃冷藏，果實CBF家族基因的熒光定量分析發(fā)現(xiàn)，冷藏期間處理桃果實CBF1/5/6基因表達量較對照升高迅速，且均維持在較高的水平，說明NO能通過上調CBF轉錄因子的表達量來提高植物抗冷能力[37]。

以上研究結果提示，NO主要通過激活果蔬組織抗氧化系統(tǒng)來減輕氧化應激的傷害、維持較高能量水平及降低脂膜的過氧化程度，從而保持細胞的完整性和誘導CBF抗冷基因表達，激活果蔬組織對低溫的響應，減輕冷害癥狀，并保持良好的品質性狀。

3 NO對果蔬抗病性的影響

3.1 提高果蔬抗病性

采后果蔬貯藏期間易受到病原菌（主要是真菌）的侵染而造成腐爛變質，這是導致果蔬采后大量損耗的重要因素之一。大量的研究結果表明，NO在抑制果蔬侵染性病害方面有著積極的作用，表2總結了NO處理對不同類型果蔬抗病性的影響。

表2 NO處理對呼吸躍變型和非呼吸躍變型果蔬抗病性的影響Table 2 Interactions between NO and the defense responses of some climacteric and non-climacteric fruit and vegetables

Yan等[44]研究了60 μL/L NO熏蒸甜瓜對采后黑斑病的防治效果，NO處理明顯降低了接種鏈格孢菌（Alternaria alternata）甜瓜果實的病斑直徑（減小了23.25%）和病斑深度（減小了9.67%），網(wǎng)紋組織中菌絲的數(shù)量也明顯減少，提高了果實的抗病性。研究表明，利用100 μL/L NO熏蒸接種了粉紅單端孢（Trichotheciu roseum）的哈密瓜2 h，可降低貯藏21 d中處理果實的發(fā)病率，且NO能夠抑制病斑直徑的擴大，降低細胞薄膜滲透率，使處理果實保持較高的硬度[48]。炭疽病是柑橘果實貯藏中常見的病害之一，Zhou等[46]利用50 μmol/L的SNP溶液浸泡甜橙10 min后對其進行病原菌接種，結果表明，外源NO處理顯著降低了由C. gloeosporioides引起的炭疽病發(fā)生，且20 ℃貯藏28 d后處理果實的病斑直徑減小了（僅為對照的）40.58%。將NO應用在獼猴桃中也能抑制獼猴桃灰霉病和軟腐病的發(fā)生[45]。

3.2 提高抗病性的機理

NO作為一種化學激發(fā)因子能夠通過多種途徑誘導果蔬的抗病性，現(xiàn)有文獻的研究表明其作用機理包括以下幾方面。

3.2.1 殺傷病原菌 新鮮果蔬正常細胞中的活性氧會處于一個相對平衡的狀態(tài)，但其在受到病原菌侵染后活性氧便會大量積累，NO則會和活性氧中的反應生成過氧亞硝酸陰離子（ONOO-）。ONOO-是一種細胞毒性物質，可使核酸亞硝酰化并令DNA斷裂，也可與酶的Fe-S中心結合抑制酶活性，對蛋白質、脂類都有很強的破壞作用[49]。因此，果蔬遭受病原菌侵染后，生成的ONOO-可直接殺死病原菌，從而提高自身的抗病性。Gaupels等[50]用攜帶AvrB無毒基因的病原體感染擬南芥，發(fā)現(xiàn)與對照相比，被感染的擬南芥產(chǎn)生了大量的ONOO-以提高機體的抗病性。

NO還具有提高ROS清除系統(tǒng)酶活性的作用，可避免ROS過量積累對膜脂產(chǎn)生過氧化作用。利用60 μL/L的NO熏蒸香蕉3 h可提高香蕉中各類抗氧化酶（SOD、CAT、APX和POD）的活性，處理果實中的顯著降低，且保持了更低的MDA含量和電解質滲漏率[30]。Abramowski等[51]利用致病疫霉（Phytophthora infestans）無毒小種（avr）和致病小種（vr）分別感染馬鈴薯葉片，結果顯示，非親和互作中葉片早期產(chǎn)生的和NO會反應生成大量ONOO-，同時SOD活性也顯著提高，增強葉片對病原菌的防御。

3.2.2 苯丙烷代謝 苯丙烷代謝是果蔬采后抗病的重要途徑之一，該代謝過程可產(chǎn)生重要的抗菌物質木質素，木質素可以保護細胞壁不受病原菌分解并阻礙病原菌擴散，能夠抑制真菌生長[52]。合成木質素的各前體物質（如阿魏酸、松柏醇、咖啡酸等）也有抑菌效果。丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸-4-羥基化酶（C4H）、4-香豆酸-CoA-連接酶（4CL）和查爾酮異構酶（CHI）等為苯丙烷代謝過程的關鍵酶。其中PAL與類黃酮和木質素的積累有關，C4H與咖啡酸、阿魏酸等前體物質的合成相關，4CL能夠催化各種CoA酯合成；CHI是異黃酮合成過程中的關鍵酶。因此，苯丙烷代謝過程中關鍵酶的活性可以作為果蔬抗病性強弱的指標之一[44]。Li等[43]研究了NO誘導桃果實抗病性與苯丙烷途徑的關系，15 μmol/L的NO溶液浸泡處理果實后，PAL、C4H、4CL和CHI的活性及基因表達均顯著提高，苯丙烷代謝產(chǎn)物木質素、總酚和類黃酮的含量也顯著增加。另外，NO處理對接種炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides）的芒果[42]和火龍果[47]也可增強苯丙烷代謝途徑中關鍵酶活性，并增加木質素等物質的積累，抑制果實上病原菌的生長，增強其抗病性。

3.2.3 病程相關蛋白和抗病基因的表達 病程相關蛋白（PRs）受病原菌或其他外界因子的脅迫而誘導表達，是植物在病理或病理相關的環(huán)境下產(chǎn)生的一類可以參與植物防御的蛋白，根據(jù)血清關系和生物學活性可將其分為17個家族（PR1-PR17）[53]。一些具有酸性特征的PR位于胞間，在組織滲透之前作用于入侵的病原菌；另一些堿性蛋白則是位于液泡之中，可以在組織損傷后發(fā)揮作用[53]。目前研究比較透徹的PRP主要包括幾丁質酶（CHT）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）等。CHT和GLU能夠降解病原菌細胞的細胞壁，抑制真菌的生長，兩種酶存在協(xié)同作用。Hu等[42]研究了外源施用SNP對‘貴妃’芒炭疽病的抑制效果，0.1 mmol/L SNP浸泡‘貴妃’芒果實5 min后能顯著提高期CHT、GLU以及苯丙烷代謝途徑相關酶的活性，降低了果實發(fā)病率和病斑直徑。其它有關NO處理提高CHT和GLU活性的研究詳見表2。Gu等[54]研究了NO溶液對桃果實褐腐病的防治效果，15 μmol/L的NO溶液處理顯著減小了果實的發(fā)病率和病斑面積，實時熒光定量PCR（RT-PCR）分析顯示，PR-1和PR-10兩個基因在NO處理組均表達上調。近年來，學者們對植物抗病相關的酶基因的研究越來越多，通常采后果蔬抗病性的強弱與這些基因的表達量呈正相關。利用NO對獼猴桃果實處理的研究中，有關抗病酶的基因AdPAL、AdPOD和AdCHT的表達均顯著提高，獼猴桃的抗病性在室溫貯藏條件下增強[45]。

因此，NO誘導采后果蔬抗病性主要通過與O2-反應生成的ONOO-來殺傷病原菌、激活苯丙烷代謝相關酶類的活性以及誘導病程相關蛋白和抗病基因的表達來提高果蔬組織的抗病性。

4 展望

關于NO對果蔬生理和品質方面的影響，國內外的學者已經(jīng)做了大量的研究，取得了較為顯著的成果，但對NO延緩果蔬成熟衰老、提高抗性作用的相關機制研究還不全面和深入，僅局限于果蔬的生理和新陳代謝等方面，分子層面的機理了解不多。今后的研究可利用轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學等方法進行研究，這將有助于、充分理解NO在果蔬體內的作用機理。另外，關于NO在果蔬體內的相關作用位點尚不清楚，可借助基因編輯的方法（如CRISPR/Cas9）來找到相關作用的靶點，并應用到未來的優(yōu)良品種的育種工作中。雖然利用NO處理果蔬在實驗室中的技術比較成熟，但商業(yè)實踐中利用NO氣體處理大規(guī)模的果蔬產(chǎn)品還存在許多問題（比如NO易被氧化成NO2、價格昂貴等），阻礙其NO的商業(yè)推廣。因此，需要找尋穩(wěn)定的NO釋放劑或其替代品，比如經(jīng)濟且易于處理的天然來源的NO誘導劑。