陳瑤瑤　嚴(yán)良文　劉建汀　劉智成　余潔　鄭作蕓　朱海生

摘要：以黃秋葵（Abelmoschus esculentus L.）卡里巴和油綠一號(hào)果實(shí)為試驗(yàn)材料，測(cè)定果實(shí)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁組成成分、糖分積累及相關(guān)酶活性的變化，并對(duì)纖維素含量與纖維素代謝酶活性進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明：兩個(gè)品種黃秋葵果實(shí)的適宜采收期為花后6～7 d，在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中木質(zhì)素和半纖維素含量均先上升后下降，纖維素含量不斷上升，纖維素合酶（CesA）和纖維素酶（Kor）活性不斷上升，蔗糖合酶（SS-I）、內(nèi)切葡聚糖酶（Cx）和外切葡聚糖酶（C1）活性先升高后降低，β-葡萄糖苷酶（β-GC）活性不斷降低?？ɡ锇凸麑?shí)中木質(zhì)素、半纖維素、纖維素含量和纖維素代謝相關(guān)酶活性均高于油綠一號(hào)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，CesA和Kor酶活性與纖維素含量呈顯著正相關(guān)，β-GC酶活性與纖維素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。糖分含量測(cè)定結(jié)果顯示，兩個(gè)品種果實(shí)中的蔗糖含量均呈上升趨勢(shì)，果糖與葡萄糖的含量均在花后6 d達(dá)到峰值，果實(shí)中蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖轉(zhuǎn)化酶（SAI、BAI、NI）活性的峰值期均出現(xiàn)在果實(shí)老化前。綜上所述，纖維素含量不斷增加是影響黃秋葵果實(shí)老化的主要因素，CesA、Kor和β-GC為參與纖維素代謝的關(guān)鍵酶類(lèi)，蔗糖代謝酶參與了黃秋葵果實(shí)的成熟老化過(guò)程。

關(guān)鍵詞：黃秋葵；果實(shí)發(fā)育；細(xì)胞壁組成成分；糖代謝；糖代謝酶活性

中圖分類(lèi)號(hào)：S649文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2023）05-1217-08

Developmental changes of okra fruits in cell wall composition， saccharometabolism and related enzymatic activitiesCHEN Yao-yao YAN Liang-wen LIU Jian-ting LIU Zhi-cheng YU Jie ZHENG Zuo-yun ZHU Hai-sheng

（1.Longyan Institute of Agricultural Sciences， Longyan 364000， China;2.Fujian Key Laboratory of Vegetable Genetics and Breeding， Fuzhou 350013， China;3.Agricultural Bureau of Xinluo District， Longyan 364000， China）

Abstract：The fruits of two okra （Abelmoschus esculentus L.） varieties， Kariba and Youlü 1， were used as experimental materials to determine the changes of cell wall composition， sugar accumulation and related enzyme activities during fruit development. The correlation between cellulose content and the activities of enzymes related to cellulose metabolism was analyzed. The results showed that the suitable harvest time of the two varieties of okra was 6-7 days after anthesis. During the fruit development， the contents of lignin and hemicellulose increased first and then decreased， the content of cellulose increased continuously， the activities of cellulase synthase （CesA） and korrigan （Kor） increased， the activities of sucrose synthase （SS-I）， endo-β-1，4-glucanase （Cx） and exo-β-1，4-glucanase （C1） increased first and then decreased， and the activity of β-glucosidase （β-GC） decreased continuously. The contents of lignin， hemicellulose， cellulose and the activities of enzymes related to cellulose metabolism in Kariba fruit were higher than those in Youlü 1. The results of correlation analysis showed that the activities of CesA and Kor were positively correlated with the content of cellulose， and the activity of β-GC was negatively correlated with the content of cellulose. The results of sugar content determination indicated that the content of sucrose in the fruits of the two varieties showed an upward trend， the contents of fructose and glucose reached the peak values at six days after anthesis， and the activities of sucrose phosphate synthase（SPS） and invertase （SAI， BAI， NI） reached the peak values before fruit aging. In conclusion， the increasing cellulose content was the main factor affecting the aging of okra fruit. CesA， Kor and β-GC were the key enzymes involved in the metabolism of cellulose， and sucrose metabolism was involved in the aging of okra fruit.

Key words：okra；fruit development；cell wall composition；saccharometabolism；activity of enzymes related to saccharometabolism

黃秋葵是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、極具保健價(jià)值的藥食兩用新型蔬菜[1]，秋葵的莢果是主要的食用器官，且嫩莢果在高溫季節(jié)采收。近年來(lái)，隨著黃秋葵的功效不斷被挖掘及科普，市場(chǎng)消費(fèi)需求不斷擴(kuò)大，黃秋葵的栽培面積持續(xù)增加[2]。但是黃秋葵嫩莢果的采收期很短，如采收不及時(shí)，果實(shí)就會(huì)快速老化，因果肉粗糙、韌度高而無(wú)法食用。老化程度是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，因此，開(kāi)展黃秋葵果實(shí)成熟老化相關(guān)研究對(duì)指導(dǎo)黃秋葵田間栽培具有重要的意義。

植物細(xì)胞壁代謝與果實(shí)質(zhì)地息息相關(guān)，細(xì)胞壁成分主要包括木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等，果實(shí)老化離不開(kāi)纖維素和木質(zhì)素的作用[3-5]。目前已有報(bào)道認(rèn)為纖維素的聚合是導(dǎo)致黃秋葵果實(shí)老化的主要原因[6-7]，也有研究結(jié)果表明黃秋葵果實(shí)老化的主要原因是木質(zhì)素積累[8]。纖維素是地球上重要的生物大分子，其合成過(guò)程極為復(fù)雜[9]。纖維素合酶（CesA）、纖維素酶（Kor）及蔗糖合酶（SS-I）等都與植物纖維素的合成有關(guān)[10-12]。由于纖維素結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，任何單一的酶都很難做到高效地將其徹底水解。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，普遍認(rèn)為多組分纖維素代謝酶通過(guò)協(xié)同作用高效分解纖維素，主要包括外切葡聚糖酶（C1）、內(nèi)切葡聚糖酶（Cx）和β-葡萄糖苷酶（β-GC）這3種酶[13-14]。

果實(shí)中糖的種類(lèi)和含量是決定果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，蔗糖代謝在果實(shí)質(zhì)地變化中起著重要作用，蔗糖代謝平衡的維持有利于保持細(xì)胞膨壓和細(xì)胞壁張力，從而延緩果實(shí)質(zhì)地老化[15]。蔗糖磷酸合成酶（SPS）參與植物體中的蔗糖合成，與果實(shí)風(fēng)味及成熟有著密切關(guān)系[16-17]。蔗糖轉(zhuǎn)化酶（Ivr）催化蔗糖不可逆地分解為果糖和葡萄糖，Ivr分為酸性轉(zhuǎn)化酶（AI）和中性轉(zhuǎn)化酶（NI）兩種類(lèi)型。其中AI又可分為兩種類(lèi)型，一類(lèi)存在于液泡中，稱(chēng)為可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶 （SAI）；另一類(lèi)固定在細(xì)胞壁上，稱(chēng)為細(xì)胞壁結(jié)合酸性轉(zhuǎn)化酶（BAI）?？扇苄运嵝赞D(zhuǎn)化酶（SAI）、細(xì)胞壁結(jié)合酸性轉(zhuǎn)化酶（BAI）、中性轉(zhuǎn)化酶（NI）都是參與果實(shí)糖代謝的關(guān)鍵酶 [18-19]。

本試驗(yàn)以目前栽培較廣、代表性強(qiáng)的品種卡里巴和油綠一號(hào)（莢果不易老化）為試驗(yàn)材料，開(kāi)展對(duì)黃秋葵果實(shí)成熟老化過(guò)程中細(xì)胞壁組成成分和糖代謝的研究，探索細(xì)胞壁組成成分和糖代謝對(duì)黃秋葵果實(shí)成熟老化的影響，為黃秋葵大田栽培果實(shí)適時(shí)采收提供參考依據(jù)，也為黃秋葵果實(shí)延緩老化、改善質(zhì)地品質(zhì)等研究提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

田間種植試驗(yàn)于龍巖市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所龍門(mén)赤水基地進(jìn)行，供試品種為近年來(lái)中國(guó)廣泛栽培、深受人們喜愛(ài)的黃秋葵品種卡里巴和油綠一號(hào)。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，每小區(qū)種植黃秋葵60株，共6個(gè)小區(qū)，于2022年3月28日播種，4月30日定植。種植管理措施參照黃秋葵生產(chǎn)的常規(guī)管理。

1.2方法

1.2.1采樣于7月6日至7月15日（盛果期）每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采收花后第1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d、9 d、10 d發(fā)育正常果實(shí)各30個(gè)。取樣后立即測(cè)定果實(shí)長(zhǎng)度、鮮質(zhì)量、直徑和老化率；同期每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采收花后第2 d、4 d、6 d、8 d、10 d的果實(shí)各60個(gè)，隨機(jī)分成四組，第一、二組樣品于80 ℃烘干至恒質(zhì)量，粉碎果實(shí)并過(guò)40目篩網(wǎng)，測(cè)定果實(shí)中木質(zhì)素、半纖維素含量。第三組取0.3 g樣品，室溫下快速勻漿，水浴、離心洗滌獲得粗細(xì)胞壁后，通過(guò)浸泡、沉淀、干燥后獲得細(xì)胞壁物質(zhì)（Cell wall substances，CWM），稱(chēng)取烘干的CWM 5 mg，用于纖維素含量測(cè)定。第四組樣品置于液氮中迅速冷凍，用于CesA、Kor、SS-I、Cx、C1和β-GC酶活性的測(cè)定。

于8月18日至8月22日每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采收花后第4 d、5 d、6 d、7 d、8 d發(fā)育正常果實(shí)各30個(gè)，取樣后測(cè)定可溶性糖含量和糖代謝酶活性等指標(biāo)。

1.2.2測(cè)試指標(biāo)及方法老化率：對(duì)開(kāi)花后1～10 d的秋葵做出評(píng)價(jià)，將新鮮秋葵洗凈在沸水中煮2 min，后冷卻至常溫，樣品隨機(jī)排列。存在部分果實(shí)纖維難咀嚼即判定為老化，老化率=老化樣本/總樣本數(shù)×100%。

果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育性狀：每個(gè)生物學(xué)重復(fù)選10個(gè)果實(shí)。用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)長(zhǎng)度和直徑；用高精密度電子秤測(cè)定果實(shí)鮮質(zhì)量。

果實(shí)生理指標(biāo)：木質(zhì)素、半纖維素、纖維素、蔗糖、葡萄糖、果糖含量以及SS-I、β-GC、Cx、C1、AI、BAI、NI 酶活性的測(cè)定采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的檢測(cè)試劑盒。CesA和Kor酶活性的測(cè)定采用天津科維諾生物有限公司生產(chǎn)的檢測(cè)試劑盒，利用酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)中雙抗體夾心法的原理，依次向預(yù)先包被有CesA和Kor抗體的包被物微孔內(nèi)添加標(biāo)本、標(biāo)準(zhǔn)品及HRP標(biāo)記的檢測(cè)抗體，經(jīng)溫育、徹底清洗后，再用TMB顯色。顏色深淺與CesA和Kor酶活性呈正相關(guān)，用酶標(biāo)儀測(cè)量450 nm波長(zhǎng)下的OD值，計(jì)算酶活性。

1.3數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析與相關(guān)性分析，利用WPS Office 2022進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表的繪制。

2結(jié)果與分析

2.1花后果實(shí)生長(zhǎng)情況

由表1可知，花后1～10 d隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，兩個(gè)品種的果實(shí)直徑和單果鮮質(zhì)量均較前一天顯著增加。花后1～8 d隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，兩個(gè)品種的果實(shí)長(zhǎng)度均較前一天顯著增加?；ê?～10 d，兩個(gè)品種的果實(shí)長(zhǎng)度無(wú)顯著增長(zhǎng)，說(shuō)明，花后8 d后果實(shí)以橫向生長(zhǎng)為主。在花后6 d內(nèi)，卡里巴果實(shí)均未老化，果實(shí)嫩度保持穩(wěn)定。花后7～9 d，果實(shí)老化率較前一天顯著增加，花后9 d、10 d果實(shí)老化率達(dá)到100%，果實(shí)難以咀嚼。在花后7 d內(nèi)，油綠1號(hào)果實(shí)均未老化，果實(shí)嫩度保持穩(wěn)定，花后8～9 d，果實(shí)老化率較前一天顯著增加，花后9 d、10 d果實(shí)老化率達(dá)到100%，果實(shí)難以咀嚼。結(jié)合單果鮮質(zhì)量，兩個(gè)品種的合適采收期為花后6～7 d。太早采收會(huì)使產(chǎn)量降低，采收太晚，果實(shí)老化則會(huì)導(dǎo)致商品價(jià)值下降。

2.2果實(shí)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量的變化由表2可知，在花后2～10 d卡里巴果實(shí)中木質(zhì)素、纖維素和半纖維素含量始終高于油綠一號(hào)。兩個(gè)品種果實(shí)中的纖維素含量均隨著生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)呈增加的趨勢(shì)，在花后10 d纖維素含量均達(dá)到最高。結(jié)合果實(shí)中纖維素含量和果實(shí)老化率來(lái)看，花后6 d是卡里巴果實(shí)中纖維素含量快速增長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)，花后8 d是油綠一號(hào)果實(shí)中纖維素含量快速增長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。兩個(gè)品種果實(shí)中木質(zhì)素和半纖維素含量都隨著果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)先升后降，在花后6 d木質(zhì)素和半纖維素含量達(dá)到最高。在花后同一時(shí)期，卡里巴果實(shí)中的木質(zhì)素、半纖維素和纖維素含量均高于油綠一號(hào)。 在花后同一時(shí)期，兩個(gè)品種果實(shí)中木質(zhì)素含量都遠(yuǎn)低于纖維素含量。結(jié)合果實(shí)中木質(zhì)素和纖維素含量來(lái)看，花后8～10 d果實(shí)老化率較高的主要原因是纖維素含量大幅提高。

2.3果實(shí)發(fā)育過(guò)程中纖維素代謝酶活性變化

如圖1A和1C所示，兩個(gè)黃秋葵品種果實(shí)中CesA和Kor酶活性隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育快速增加，均在花后10 d達(dá)到最大值，卡里巴中CesA和Kor酶活性最大值分別為2.79 U/L和3.00 U/L，油綠一號(hào)中CesA和Kor酶活性最大值為2.50 U/L和2.88 U/L。2個(gè)品種中SS-I酶活性隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育快速增加，卡里巴花后4 d、油綠一號(hào)花后6 d果實(shí)中SS-I酶活性均達(dá)到峰值，分別為297.29 μg/（min·g）和231.84 μg/（min·g）。隨著果實(shí)進(jìn)一步成熟老化，花后6～10 d SS-I酶活性逐漸降低。在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，花后同一時(shí)期卡里巴果實(shí)CesA、Kor和SS-I酶活性均高于油綠一號(hào)。

如圖1D和圖1E所示，兩個(gè)品種中C1和Cx酶活性隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，均在花后6 d達(dá)到峰值，卡里巴和油綠一號(hào)果實(shí)中C1酶活性最大值分別為48.11 μg /（min·g）和41.78 μg /（min·g），Cx酶活性最大值分別為 37.36 μg /（min·g）和32.82 μg /（min·g），之后酶活性逐漸降低。卡里巴和油綠一號(hào)中β-GC酶活性在花后2 d時(shí)最大，分別為73.32 μg/（min·g）和64.39 μg/（min·g），隨著果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育β-GC酶活性均逐漸降低?；ê笸粫r(shí)期，卡里巴果實(shí)中C1、Cx和β-GC酶活性均高于油綠一號(hào)。

2.4果實(shí)發(fā)育過(guò)程中纖維素含量與纖維素代謝酶活性的相關(guān)性對(duì)兩個(gè)品種果實(shí)中纖維素含量與CesA、Kor、SS-I、Cx、C1、β-GC酶活性進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可以看出，卡里巴果實(shí)中纖維素含量與CesA酶活性呈顯著正相關(guān)，油綠一號(hào)果實(shí)中纖維素含量與CesA酶活性呈極顯著正相關(guān)?？ɡ锇秃陀途G一號(hào)果實(shí)中纖維素含量均與Kor酶活性呈極顯著正相關(guān)，均與β-GC酶活性呈極顯著負(fù)相關(guān)。卡里巴和油綠一號(hào)果實(shí)中纖維素含量與SS-I、Cx和C1酶活性相關(guān)性不大，以上結(jié)果說(shuō)明CesA、Kor和β-GC酶活性對(duì)黃秋葵果實(shí)中纖維素代謝起重要的調(diào)節(jié)作用。

2.5果實(shí)發(fā)育過(guò)程中糖分含量的變化

從圖2A可以看出，兩個(gè)品種果實(shí)中蔗糖含量均隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育快速增加，在花后8 d達(dá)到最大值，卡里巴和油綠一號(hào)果實(shí)中蔗糖含量最大值分別為12.29 mg/g和9.91 mg/g。在花后4～8 d果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，卡里巴果實(shí)中蔗糖含量明顯高于油綠一號(hào)。由圖2B和2C可知，卡里巴果實(shí)在花后4～5 d果糖和葡萄糖含量較低，在花后6 d達(dá)到最大值，果糖和葡萄糖含量最大值分別為16.35 mg/g和7.63 mg/g，之后含量降低。油綠一號(hào)果實(shí)中果糖和葡萄糖含量在花后6 d達(dá)到最大值，果糖和葡萄糖含量最大值分別為16.52 mg/g和7.63mg/g。且在花后4～5 d油綠一號(hào)果實(shí)中果糖和葡萄糖含量高于卡里巴，而花后7～8 d油綠一號(hào)果實(shí)中果糖和葡萄糖含量低于卡里巴。

2.6果實(shí)發(fā)育過(guò)程中蔗糖代謝酶活性的變化

在果實(shí)發(fā)育過(guò)程中，卡里巴和油綠一號(hào)果實(shí)中蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性變化呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢(shì)（圖3A），且峰值均出現(xiàn)在花后6 d，分別為275.80 μg/（min·g）和272.71 μg/（min·g）。這可能是嫩莢果期黃秋葵果實(shí)新陳代謝十分活躍，SPS酶活性增強(qiáng)從而促進(jìn)蔗糖合成，后期隨著果實(shí)的成熟老化新陳代謝減緩， SPS酶活性降低。

果實(shí)中的蔗糖轉(zhuǎn)化酶主要催化蔗糖不可逆地降解為果糖和葡萄糖。前期轉(zhuǎn)化酶活性提升，果糖和葡萄糖含量迅速增加（圖3B）。兩個(gè)品種果實(shí)中SAI酶活性變化趨勢(shì)基本一致，呈先上升后下降的趨勢(shì)?？ɡ锇秃陀途G一號(hào)果實(shí)中的SAI酶活性均于花后7 d達(dá)到峰值，峰值分別為211.25 μg/（min·g）和336.53 μg/（min·g）。兩個(gè)品種果實(shí)中的NI酶活性均于花后6 d達(dá)到峰值，峰值分別為154.41 μg/（min·g）和174.13 μg/（min·g）。兩個(gè)品種果實(shí)中BAI酶活性遠(yuǎn)低于SAI和NI酶活性，BAI酶活性均于花后5 d達(dá)到峰值。本研究結(jié)果表明，花后同一時(shí)期，卡里巴果實(shí)中SPS酶活性較油綠一號(hào)高，SAI酶活性較油綠一號(hào)低，結(jié)合卡里巴果實(shí)中蔗糖含量高于油綠一號(hào)，表明SPS酶活性提高、SAI酶活性降低是果實(shí)中蔗糖積累的前提。

3討論

目前，對(duì)瓜果蔬菜果實(shí)品質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)成分的研究較多［20-23］，而對(duì)質(zhì)地品質(zhì)的研究甚少。本研究通過(guò)對(duì)黃秋葵果實(shí)長(zhǎng)度、直徑和鮮質(zhì)量測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃秋葵果實(shí)生長(zhǎng)迅速，花后8 d開(kāi)始以橫向生長(zhǎng)為主。對(duì)果實(shí)老化率評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)品種的果實(shí)在花后8 d開(kāi)始老化率顯著提高，果實(shí)無(wú)法食用，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益分析兩個(gè)品種適宜采收期為花后6～7 d。諸多研究結(jié)果表明，果實(shí)中纖維素和木質(zhì)素含量影響果實(shí)質(zhì)地[24-25]。本研究結(jié)果表明，兩個(gè)品種黃秋葵果實(shí)的纖維素含量在發(fā)育過(guò)程中均保持較高水平，表明纖維素的積累對(duì)黃秋葵果實(shí)成熟老化起主要作用。這與任健[26]、李永平等[6]研究結(jié)果一致，他們認(rèn)為黃秋葵果實(shí)老化的過(guò)程與纖維素含量大幅增加的過(guò)程相一致，花后2～10 d卡里巴果實(shí)中木質(zhì)素、半纖維素和纖維素的含量均高于油綠一號(hào)，這可能是油綠一號(hào)果實(shí)較卡里巴不易老化的原因。

CesA參與植物細(xì)胞壁纖維素、半纖維素等物質(zhì)的合成，SS-I和Kor的酶活性也直接影響纖維素的合成和累積速率[27-28]。本研究結(jié)果表明，CesA和Kor酶活性在兩個(gè)品種果實(shí)發(fā)育過(guò)程中不斷增加，且均在花后10 d時(shí)達(dá)到最高，而此時(shí)果實(shí)中的纖維素含量也達(dá)到最高，說(shuō)明CesA和Kor可能通過(guò)參與黃秋葵果實(shí)細(xì)胞壁纖維素的合成，調(diào)控果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育。這與曹愛(ài)娟等[29]關(guān)于桃內(nèi)果皮木質(zhì)素的研究結(jié)果相似。同時(shí)，SS-I酶活性呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，而并非和纖維素含量表現(xiàn)出簡(jiǎn)單的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，這可能是由于纖維素合酶復(fù)合體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，植物體內(nèi)纖維素生物合成過(guò)程中受較多因素調(diào)控。纖維素分解酶在不同植物果實(shí)纖維素代謝中的作用各不相同[30]。本研究結(jié)果表明，兩個(gè)品種果實(shí)中C1和Cx酶活性變化規(guī)律相似，在花后4～6 d達(dá)到最高，兩個(gè)品種果實(shí)中C1和Cx酶活性變化規(guī)律與半纖維含量變化規(guī)律大體相同，但與纖維素含量變化規(guī)律不一致，這說(shuō)明在黃秋葵果實(shí)發(fā)育過(guò)程中C1和Cx可能促進(jìn)了半纖維素的降解和果實(shí)發(fā)育前期纖維素的降解，對(duì)果實(shí)發(fā)育后期纖維素降解沒(méi)有太大作用。陳玉等[31]認(rèn)為Cx和C1通過(guò)將纖維素水解成小分子物質(zhì)，進(jìn)而降解果實(shí)細(xì)胞壁。 因此 C1和Cx在黃秋葵果實(shí)發(fā)育老化過(guò)程中的作用需進(jìn)一步研究探討。β-GC酶活性隨著果實(shí)發(fā)育呈下降趨勢(shì)，其原因可能是生長(zhǎng)初期新陳代謝旺盛，較高的酶活性有利于纖維素的降解[32]，但是隨著果實(shí)的發(fā)育成熟，新陳代謝下降，纖維素降解酶的活性降低則導(dǎo)致果實(shí)老化?？ɡ锇凸麑?shí)中纖維素代謝酶活性始終高于油綠一號(hào)，其原因可能是卡里巴果實(shí)中纖維素含量較多，而較高的酶活性有利于果實(shí)中纖維素的合成或降解，進(jìn)一步印證了較高的CesA、Kor、SS-I、Cx、C1和β-GC酶活性促進(jìn)了纖維素的代謝。相關(guān)性分析結(jié)果表明，CesA、Kor和β-GC是影響黃秋葵果實(shí)中纖維素合成與分解的重要酶類(lèi)，這與李永平等[7]研究結(jié)果相似。其他纖維素代謝酶活性（SS-I、Cx、C1）和纖維素含量的變化趨勢(shì)沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)關(guān)系，這可能與這些酶還參與果實(shí)發(fā)育其他反應(yīng)，而并非特異性參與果實(shí)中纖維素代謝有關(guān)。

糖代謝相關(guān)酶與果實(shí)糖分積累之間有著密切聯(lián)系，但在果實(shí)不同發(fā)育階段，不同品種果實(shí)糖分積累有差異。本研究中兩個(gè)品種果實(shí)中蔗糖含量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，卡里巴果實(shí)中果糖和葡萄糖含量均在果實(shí)發(fā)育前期較低，在花后6 d達(dá)到最大值，后趨于平緩，油綠一號(hào)果實(shí)中果糖和葡萄糖含量在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中均變化不明顯，最大值在花后6 d，而這些差異與糖代謝相關(guān)酶活性密切相關(guān)。兩個(gè)品種果實(shí)中SPS酶活性高峰期在蔗糖含量達(dá)到高峰前出現(xiàn)，SPS酶活性的高峰期均出現(xiàn)在果實(shí)老化之前，說(shuō)明SPS酶活性增強(qiáng)對(duì)于果實(shí)蔗糖積累起了很大作用，是促使果實(shí)成熟（纖維素積累）的重要前提條件之一，這與李雯等[33]對(duì)香蕉成熟的研究結(jié)果相似。蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性均在黃秋葵果實(shí)成熟老化前達(dá)到最高，果糖和葡萄糖含量在花后6 d達(dá)到最大值，這和蔗糖轉(zhuǎn)化酶將蔗糖催化分解為葡萄糖和果糖的進(jìn)程相符，與張強(qiáng)等[34]對(duì)甜瓜、彭麗桃等[35]對(duì)油桃糖積累的研究結(jié)果相似。黃秋葵果實(shí)成熟老化過(guò)程中，SPS酶活性與SAI酶活性變化顯著，在此過(guò)程中，蔗糖含量迅速升高，果實(shí)也快速老化，這表明糖代謝參與了果實(shí)成熟老化。蔗糖合成酶（SPS）和蔗糖轉(zhuǎn)化酶（SAI、BAI、NI）活性變化與果實(shí)纖維化存在不同步性，SPS和轉(zhuǎn)化酶活性峰值出現(xiàn)期要先于果實(shí)老化期，這說(shuō)明果實(shí)成熟老化是糖代謝積累到一定程度所產(chǎn)生的結(jié)果。

卡里巴和油綠一號(hào)黃秋葵果實(shí)最適采收期為均花后6～7 d，在發(fā)育過(guò)程中纖維素含量的急劇增加是造成果實(shí)老化的主要原因，CesA、Kor和β-GC酶活性均與纖維素含量呈顯著相關(guān)，為參與纖維素代謝的關(guān)鍵酶類(lèi)?？ɡ锇驮诠麑?shí)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁組成成分木質(zhì)素、纖維素、半纖維素含量和纖維素代謝相關(guān)酶的活性均高于油綠一號(hào)，兩個(gè)品種在果實(shí)成熟老化過(guò)程中，蔗糖含量不斷上升，蔗糖代謝參與了黃秋葵果實(shí)的成熟老化。在黃秋葵果實(shí)細(xì)胞壁組成成分變化和糖代謝過(guò)程中，還有很多非酶類(lèi)、酶類(lèi)等物質(zhì)參與反應(yīng)，而它們具體在黃秋葵果實(shí)老化中起了哪些作用，有待于今后的進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曉琪，李瑤晨，李璐瑤，等. 黃秋葵中黃酮類(lèi)化合物提取方法優(yōu)化及總黃酮抑菌效果研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2022，36（3）：669-679.

[2]黃吉. 黃秋葵種質(zhì)資源多樣性及應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2017.

[3]ZHANG H， YING Y， WANG J， et al. Transcriptome analysis provides insights into xylogenesis formation in Moso bamboo （Phyllostachys edulis） shoot[J]. Scientific Reports，2018，8（1）：3951.

[4]LIU W L， ZHANG J， JIAO C， et al. Transcriptome analysis provides insights into the regulation of metabolic processes during postharvest cold storage of loquat（Eriobotrya japonica） fruit[J]. Horticulture Research，2019，6：49.

[5]李紫陽(yáng)，楊克彬，高志民. 毛竹筍在快速生長(zhǎng)期的木質(zhì)化調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[J].世界竹藤通訊，2021，19（4）：81-87.

[6]李永平，陳朝文，馬慧斐，等. 黃秋葵果實(shí)老化與內(nèi)切葡聚糖酶基因的關(guān)系分析[J].中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào)，2022，44（2）：257-267.

[7]李永平，陳敏氡，劉建汀，等. 黃秋葵纖維素合酶基因家族鑒定及表達(dá)分析[J].園藝學(xué)報(bào)，2022，49（1）：73-85.

[8]張國(guó)芹，牟建梅，陳虎根. 黃秋葵果實(shí)質(zhì)地變化的生化和轉(zhuǎn)錄組聯(lián)合分析[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2023，24（1）：282-295.

[9]HAIGLER C H， MILKA I D， HOGAN P S， et al. Carbon partitioning to cellulose synthesis [J]. Plant Molecular Biology，2001，47：29-51.

[10]房經(jīng)貴，朱旭東，賈海鋒，等. 植物蔗糖合酶生理功能研究進(jìn)展[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，40（5）：759-768.

[11]李春秀，齊力旺，王建華，等. 植物纖維素合成酶基因和纖維素的生物合成[J].生物技術(shù)通報(bào)，2005（4）：5-11.

[12] JIANG Y J， GUO W Z， ZHU H Y， et al. Overexpression of GhSusA1 increases plant biomass and improves cotton fiber yield and quality[J]. Plant Biotechnol Journal，2012，10：301-312.

[13]辜青青，唐紅英，魏清江，等. 南豐蜜橘果實(shí)纖維素代謝與化渣的關(guān)系研究[J].園藝學(xué)報(bào)，2016，43（5）：867-875.

[14]張俊，許超，張宇，等. 纖維素酶降解機(jī)理的研究進(jìn)展[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，47（9）：121-130.

[15]齊秀東，魏建梅. 冷藏和乙烯處理對(duì)采后蘋(píng)果果實(shí)糖代謝及關(guān)鍵基因表達(dá)的調(diào)控[J].現(xiàn)代食品科技，2015，31（7）：137-145.

[16] LUO T， SHUAI L， LAI T，et al. Up-regulated glycolysis， TCA， fermentation and energy metabolism promoted the sugar receding in ‘Shixia longan（Dimocarpus longan Lour.） pulp[J]. Scientia Horticulurae， 2021， 281：109998

[17]LUO T，SHUAI L，LIAO L Y，et al. Soluble acid invertases act as key factors influencing the sucrose/hexose ratio and sugar receding in longan（Dimocarpus longan Lour.） pulp[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，2018，67（1）：352-363.

[18]WILLIAMS R S， BENKEBLIA N. Biochemical and physiological changes of star apple fruit（Chrysophyllum cainito） during different ‘on plant maturation and ripening stages[J]. Scientia Horticulturae，2018，236（6）：36-42.

[19]LATOCHA P， KRUPA T， JANKOWSKI P，et al. Changes in postharvest physicochemical and sensory characteristics of hardy kiwifruit （Actinidia arguta and its hybrid） after cold storage under normal versus controlled atmosphere[J]. Postharvest Biology Technology， 2014， 88：21-33.

[20]劉偉，周龍飛，李會(huì)，等. 沙棘中三萜酸物質(zhì)的提取及含量測(cè)定[J].生物加工過(guò)程，2023，21（1）：50-56.

[21]夏智慧，崔文玉，豐程鳳，等.蒸汽爆破對(duì)從植物中提取的多酚含量及抗氧化活性影響的研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，37（5）：1352-1360.

[22]戴意強(qiáng)，吳寒，單成俊，等. 紅茶菌發(fā)酵對(duì)黑莓汁理化性質(zhì)的影響[J].生物加工過(guò)程，2021，19（6）：686-692.

[23]劉晴晴，李勇，張明霞，等. 紫色桑葚和白色桑葚總酚含量、抗氧化能力及代謝指紋圖譜差異分析[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2022，38（3）：813-820.

[24]沈穎，李芳東，王玉霞，等. 甜櫻桃果實(shí)發(fā)育過(guò)程中細(xì)胞壁組分及其降解酶活性的變化[J].果樹(shù)學(xué)報(bào)，2020，37（5）：677-686.

[25]劉戀，唐志鵬，李菲菲，等. ‘融安金柑‘滑皮金柑及‘脆蜜金柑貯藏期品質(zhì)、貯藏特性及果皮轉(zhuǎn)錄組分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，54（20）：4421-4433.

[26] 任健. 秋葵果實(shí)老化機(jī)理的初步研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2019.

[27]張興珍，康同洋，暴茹，等. 桃纖維素合成酶（CesA/Csl）基因超家族成員鑒定及表達(dá)分析[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2022，30（6）：1096-1111.

[28]SHIMIZU Y，AOTSUKA S， HASEGAWA O， et al.Changes in levels of mRNAs for cell wall-related enzymes in growing cotton fiber cells[J]. Plant Cell Physiology， 1997， 38（3）： 375-378.

[29]曹愛(ài)娟，王有年，葛水蓮，等. 桃內(nèi)果皮木質(zhì)素沉積過(guò)程中酶活性的變化[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，24（1）：5-8.

[30]GROSS K C， WALLNER S J. Degradation of cell wall polysaccharides during tomato fruit ripening [J]. Plant Physiol，1979，63（1）：117-120.

[31]陳玉，張懷強(qiáng)，趙越，等. 天然結(jié)晶纖維素的生物合成及其去晶化途徑[J]. 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展，2016，43（8）：747-757.

[32]薛炳燁，束懷瑞. 肥城桃兩品系果實(shí)細(xì)胞壁成分和水解酶活性的比較[J].園藝學(xué)報(bào)，2004（4）：499-501.

[33]李雯，邵遠(yuǎn)志，莊軍平，等. 蔗糖磷酸合成酶與香蕉果實(shí)成熟、衰老的關(guān)系[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2006，33（5）：1087-1089.

[34]張強(qiáng)，代文婷，李冀新，等. 糖代謝對(duì)甜瓜果實(shí)后熟軟化的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（1）：112-117.

[35]彭麗桃，楊書(shū)珍，任小林，等. 采后兩種不同果肉類(lèi)型油桃軟化相關(guān)酶活性的變化[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)，2002，10（2）：171-175.

（責(zé)任編輯：成紓寒）