摘要:本試驗(yàn)以七八成熟三華李果實(shí)為試材,采用純凈水(對(duì)照)和2.0 mmol/L SNP(硝普鈉)溶液(SNP處理)對(duì)其進(jìn)行浸泡處理,研究SNP處理對(duì)三華李果實(shí)貯藏品質(zhì)、抗氧化酶活性和花青素積累的影響。結(jié)果表明,外源SNP處理能顯著延緩三華李果實(shí)軟化,有效抑制果實(shí)可滴定酸、可溶性固形物、抗壞血酸含量下降,顯著抑制Fv/Fm(PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率)下降和丙二醛積累,提高過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性;SNP處理能顯著提高PsCHS和PsANS基因的表達(dá)水平,從而促進(jìn)三華李采后果實(shí)進(jìn)一步積累花青素。綜之,外源SNP處理能有效保持三華李果實(shí)采后貯藏品質(zhì)及抗氧化能力,這可為三華李果實(shí)的常溫貯藏保鮮提供技術(shù)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:硝普鈉(SNP);三華李;果實(shí);貯藏品質(zhì)
中圖分類號(hào):S662.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2025) 03-0081-07
三華李(Prunus salicina Lindl. cv. Sanhua),又名大蜜李、雞麻李等,為薔薇科李屬植物。三華李因原產(chǎn)于廣東翁源縣三華鎮(zhèn)而得名,至今已有近500年的栽培歷史,是我國華南地區(qū)特色水果。成熟的三華李果實(shí)呈紅色或深紫色,富含花青素和多酚等抗氧化活性物質(zhì)。三華李為呼吸躍變型果實(shí),成熟于6月至7月,由于采收時(shí)氣溫較高,采后代謝旺盛、貨架期較短,導(dǎo)致三華李貯藏保鮮較為困難。同時(shí),三華李冷藏技術(shù)并不成熟,貯藏溫度不當(dāng)易導(dǎo)致三華李出現(xiàn)“返青”現(xiàn)象。因此,研發(fā)適合三華李果實(shí)的采后貯藏保鮮技術(shù)具有重要意義。
三華李不耐貯藏,果實(shí)后熟衰老過程中容易出現(xiàn)軟化、營養(yǎng)物質(zhì)損耗和風(fēng)味劣變等突出問題。海金萍等研究發(fā)現(xiàn),利用復(fù)合膜包裹三華李果實(shí)能顯著延緩貯藏過程中果實(shí)軟化,抑制Vc含量和可溶性固形物(TSS)含量下降,延長其貯藏時(shí)間。殼聚糖涂膜處理可提高三華李果實(shí)中多酚和黃酮的含量,抑制多酚氧化酶活性,延緩花青素的降解。然而,涂膜保鮮成本較高且操作繁瑣,研發(fā)更易用的保鮮處理技術(shù)很有必要。一氧化氮(nitricoxide,NO)是廣泛存在于植物體內(nèi)的一種多功能信號(hào)分子,參與植物生長和代謝等生理過程。硝普鈉(sodium nitroprusside,SNP)是NO的載體化合物,有研究表明使用外源SNP處理可以顯著延緩果實(shí)的成熟與衰老進(jìn)程,延長果實(shí)貯藏期。以往研究發(fā)現(xiàn),NO具有延緩成熟和衰老的特性,有效降低果蔬呼吸速率、乙烯生成、采后病害發(fā)生率和花青素降解。外源SNP延緩園藝產(chǎn)品采后品質(zhì)劣變已在香蕉、芒果等躍變型水果以及橘子、草莓等非躍變型水果中得到證實(shí)。外源SNP處理哈密瓜和桃等水果可顯著降低O-·2和H2O2的生成,提高過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性,促進(jìn)抗壞血酸和酚類物質(zhì)的積累。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn),NO可以通過改變果實(shí)中PPO活性位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)來抑制PPO活性,提高花青素合成途徑中關(guān)鍵酶的活性,促進(jìn)黃酮和花青素的合成與積累。但目前僅有少量關(guān)于三華李果實(shí)保鮮技術(shù)的報(bào)道,而有關(guān)外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)貯藏品質(zhì)影響方面尚未有系統(tǒng)研究。
因此,本試驗(yàn)以七八成熟三華李果實(shí)為試材,研究常溫條件下外源SNP對(duì)三華李果實(shí)貯藏過程中理化性質(zhì)、抗氧化物酶活性、花青素合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)的影響,以期為外源SNP在三華李和其他果蔬保鮮中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料與處理
三華李果實(shí)采摘于廣西賀州市賀街鎮(zhèn)三華李驛站果園,于2021年6月1日采樣。選取七八成熟、果形均一、沒有病害和機(jī)械損傷的三華李果實(shí)立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。前期預(yù)試篩選結(jié)果顯示,2.0mmol/L SNP溶液浸泡處理的效果最好,故選擇該濃度SNP進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。三華李果實(shí)首先經(jīng)5mg/mL次氯酸鈉溶液浸泡消毒1 min,自然晾干后分為兩組,分別在純凈水(對(duì)照)和2.0 mmol/LSNP溶液中浸泡5 min,撈出自然晾干于25℃條件下貯藏。每3d取樣一次,共取6次。取樣當(dāng)天測(cè)定生理指標(biāo),并另外取樣用液氮速凍放入-80℃冰箱保存,用于酶活性和基因表達(dá)分析。
1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法
1.2.1 三華李果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定
果皮和果肉硬度采用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀穿刺法測(cè)定:果肉組織可滴定酸含量采用NaOH滴定法測(cè)定:果實(shí)可溶性固形物(TSS)含量采用PAL-1型便攜式折射儀測(cè)定;果肉組織丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定;抗壞血酸(ASA)含量參考任亞琳等的方法測(cè)定:果肉組織花青素含量采用pH示差法測(cè)定。
1.2.2 最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)測(cè)定
三華李果實(shí)暗處理10 min,之后用OS-30p+便攜式葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定果皮Fv/Fm值,每個(gè)處理測(cè)6個(gè)重復(fù)。
1.2.3 POD和CAT活性測(cè)定
三華李果實(shí)POD、CAT活性測(cè)定參照曹建康等[16]的方法:分別稱取三華李果實(shí)5.0 g于50 mL離心管中,加入15 mL提取緩沖液,后在冰上靜置20 min,于4℃下12 000 r/min離心20 min,取上清液用于酶活性測(cè)定。
1.2.4 花青素合成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的測(cè)定
利用RT-qPCR分析三華李PsCHS、PsANS基因在貯藏過程中的表達(dá)水平變化,特異引物設(shè)計(jì)參考許薇等‘,’的方法。采用三步法進(jìn)行RT-qPCR反應(yīng):95℃3 min;95 0C 10 s,55℃30 s,72℃40 s,循環(huán)40次;95℃10 s,65℃5s,95℃Ss。根據(jù)2-ΔΔCt法計(jì)算三華李PsCHS、PsANS基因在不同貯藏時(shí)間的相對(duì)表達(dá)量,設(shè)置3次重復(fù)。
1.3 數(shù)據(jù)處理與分析
采用SPSS 26軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,用鄧肯氏法進(jìn)行多重比較,用Origin 2018軟件分析數(shù)據(jù)和作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)硬度的影響
果實(shí)硬度直接影響消費(fèi)者的口感和對(duì)新鮮程度的判斷。由圖l可知,三華李果皮硬度和果肉硬度在貯藏過程中均呈下降趨勢(shì)。其中,貯藏0~9d內(nèi),對(duì)照組與SNP處理組三華李果皮硬度和果肉硬度下降趨勢(shì)較平緩且無顯著性差異:貯藏9d后,果皮硬度和果肉硬度均快速下降,且SNP處理組顯著高于對(duì)照組:貯藏15 d時(shí),對(duì)照組與SNP處理組果皮硬度和果肉硬度比Od時(shí)分別降低58.05%、36.11%和97.72%、62. 04%。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著延緩三華李的軟化,保持較高的果實(shí)硬度。
2.2 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)可滴定酸含量的影響
有機(jī)酸是果實(shí)中主要的風(fēng)味物質(zhì),也是衡量其貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖2可知,三華李果肉可滴定酸含量在貯藏過程中呈下降趨勢(shì)。其中,貯藏0-6 d內(nèi),對(duì)照組的可滴定酸含量與SNP處理組無顯著差異:貯藏9d之后,SNP處理組的可滴定酸含量顯著高于對(duì)照組,SNP處理組和對(duì)照組的可滴定酸含量比0d時(shí)分別降低22.22%和32.04%:貯藏15 d時(shí),SNP處理組的可滴定酸含量是對(duì)照組的1.32倍。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著延緩三華李果實(shí)可滴定酸的消耗。
2.3 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)TSS含量的影響
TSS是衡量果實(shí)貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,影響果實(shí)的口感和滋味。由圖3可知,三華李果實(shí)TSS含量在貯藏過程中呈先上升后下降的趨勢(shì)。其中,貯藏0-6 d內(nèi),對(duì)照組的TSS含量高于SNP處理組(P>0.05),貯藏6d時(shí)對(duì)照組TSS含量達(dá)到最高值,為10.69%;貯藏9d之后,SNP處理組的TSS含量顯著高于對(duì)照組:貯藏15 d時(shí),SNP處理組的TSS含量是對(duì)照組的1.22倍。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著延緩三華李果實(shí)TSS含量的下降。
2.4 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)抗壞血酸含量的影響
由圖4可知,在整個(gè)貯藏期間,三華李果實(shí)抗壞血酸含量呈下降趨勢(shì),且SNP處理組的抗壞血酸含量一直高于對(duì)照組。貯藏6d后,SNP處理組三華李果實(shí)抗壞血酸含量顯著高于對(duì)照組:貯藏15 d時(shí),對(duì)照組和SNP處理組果實(shí)抗壞血酸含量比Od時(shí)分別降低46.14%和29.83%。表明,外源SNP處理能夠抑制三華李采后果實(shí)貯藏過程中抗壞血酸含量的下降,保持較好的貯藏品質(zhì)。
2.5 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)丙二醛含量的影響
丙二醛是植物衰老過程中膜脂發(fā)生過氧化作用的最終分解產(chǎn)物,其含量越高,表示細(xì)胞膜受損越嚴(yán)重。由圖5可知,三華李果肉組織丙二醛含量隨著貯藏時(shí)間的延長呈上升趨勢(shì)。其中,貯藏0-6 d間,SNP處理組和對(duì)照組的丙二醛含量上升趨勢(shì)平緩且無顯著差異:貯藏6d之后,兩組的丙二醛含量均快速增加,且對(duì)照組顯著高于SNP處理組:貯藏15 d時(shí),對(duì)照組和SNP處理組果肉組織丙二醛含量比0d時(shí)分別增加4.80倍和2.74倍。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著抑制三華李果實(shí)丙二醛的積累。
2.6 外源SNP處理對(duì)三華李果皮Fv/Fm值的影響
葉綠體熒光參數(shù)Fv/Fm(PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率)的大小在一定程度上反映出葉綠體膜結(jié)構(gòu)的完整性和組織的衰老狀態(tài)。由圖6可知,貯藏過程中三華李果皮Fv/Fm值呈下降趨勢(shì),但SNP處理組高于對(duì)照組,且在貯藏6d后差異顯著。貯藏6d時(shí),對(duì)照組和SNP處理組的果皮Fv/Fm值比0d時(shí)分別降低21.52%和11.39%:貯藏15 d時(shí),SNP處理果皮Fv/Fm值下降到0.62,是對(duì)照組的1.2倍。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著抑制三華李果皮Fv/Fm值的下降。
2.7 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)抗氧化酶活性的影響
由圖7可知,整個(gè)貯藏期間,三華李果實(shí)POD活性呈先上升后下降的趨勢(shì)。其中,貯藏6d時(shí),對(duì)照組果實(shí)POD活性達(dá)到最高,之后快速下降,且自此SNP處理組果實(shí)POD活性一直顯著高于對(duì)照組,12 d時(shí)其POD活性達(dá)到最高,為87.7 U/g FW,是對(duì)照組的2.3倍。與POD活性變化趨勢(shì)相似,整個(gè)貯藏期間三華李果實(shí)CAT活性也呈先上升后下降的趨勢(shì),且SNP處理組果實(shí)CAT活性一直高于對(duì)照組。其中,貯藏6d時(shí),對(duì)照組果實(shí)CAT活性達(dá)到最高,之后快速下降:SNP處理組果實(shí)CAT活性貯藏9d時(shí)達(dá)到最高,是對(duì)照組的1.39倍,且之后始終顯著高于對(duì)照。表明,外源SNP處理能夠在貯藏后期顯著抑制三華李果實(shí)POD、CAT活性下降,使其保持較高的抗氧化能力。
2.8 外源SNP處理對(duì)三華李果肉花青素含量的影響
花青素是三華李果實(shí)主要的呈色物質(zhì)。由圖8可知,在貯藏過程中三華李果肉花青素含量均呈上升趨勢(shì),且SNP處理組果肉花青素含量在貯藏6d后顯著高于對(duì)照組。貯藏6d時(shí),SNP處理組果肉花青素含量是對(duì)照組的2.25倍:貯藏15 d時(shí),SNP處理組和對(duì)照組花青素含量比0d時(shí)分別增加4.25倍和1.75倍。表明,外源SNP處理能夠在貯藏過程中顯著提高三華李果肉花青素含量,保持果實(shí)較好的色澤。
2.9 外源SNP處理對(duì)三華李果實(shí)花青素合成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的影響
由圖9可知,三華李果實(shí)PsCHS基因相對(duì)表達(dá)量在整個(gè)貯藏期間均呈先上升后下降的趨勢(shì),且SNP處理組顯著高于對(duì)照組。貯藏9d時(shí),SNP處理組PsCHS相對(duì)表達(dá)量最高,是對(duì)照組的3倍:貯藏12 d時(shí)對(duì)照組PsCHS相對(duì)表達(dá)量達(dá)到最高,比Od時(shí)增加28倍。三華李PsANS基因相對(duì)表達(dá)量在整個(gè)貯藏期間均呈上升趨勢(shì)。貯藏6d之后,SNP處理組PsANS相對(duì)表達(dá)量顯著高于對(duì)照組:貯藏15 d時(shí),SNP處理組和對(duì)照組PsANS相對(duì)表達(dá)量均最高,比0d時(shí)分別增加21倍和12倍。表明,外源SNP處理能夠顯著提高三華李果實(shí)貯藏過程中PsCHS和PsANS基因的表達(dá)水平,促進(jìn)果實(shí)中花青素的合成與積累。
3 討論與結(jié)論
三華李果實(shí)采后常溫保鮮期短,低溫貯藏則易出現(xiàn)“返青”現(xiàn)象,研發(fā)更有針對(duì)性的保鮮處理技術(shù)非常必要。NO作為一種植物體內(nèi)的信號(hào)分子,在植物生長發(fā)育、成熟衰老、生物和非生物脅迫過程中均起到重要作用。外源NO供體SNP已應(yīng)用在多種園藝產(chǎn)品的保鮮研究中,但其對(duì)三華李的保鮮效果尚不清楚。本研究結(jié)果表明,外源SNP處理可有效延緩貯藏期間三華李果皮硬度和果肉硬度的下降,降低可滴定酸、TSS和抗壞血酸含量的消耗,這與利用SNP處理草莓和李等果實(shí)的研究結(jié)果一致。任艷芳等發(fā)現(xiàn),0.25 mmol/L SNP處理有效延緩枇杷果實(shí)硬度的下降,維持果實(shí)較好的營養(yǎng)品質(zhì)。MDA含量和Fv/Fm值均可用于表征植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性,是衡量果蔬衰老的重要指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)外源SNP處理能顯著抑制三華李果實(shí)丙二醛的積累和Fv/Fm值的下降,表明其具有顯著延緩三華李果實(shí)衰老的作用。
植物成熟衰老中發(fā)生代謝失衡可能導(dǎo)致活性氧(ROS)的積累增加,POD和CAT等抗氧化酶在植物酶促抗氧化系統(tǒng)中清除ROS發(fā)揮著重要作用。以往研究發(fā)現(xiàn),NO作為信號(hào)分子,可通過增加抗氧化物含量和抗氧化酶活性來維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)并調(diào)節(jié)ROS的平衡。本研究發(fā)現(xiàn),SNP處理可顯著提高三華李果實(shí)采后貯藏過程中的POD和CAT活性,這與SNP處理哈密瓜和藍(lán)莓等果實(shí)的研究結(jié)果一致。在植物液泡中,花青素作為酚類化合物,在非酶促抗氧化系統(tǒng)中清除ROS能力比抗壞血酸及其他多酚化合物更強(qiáng)。一氧化氮(NO)、過氧化氫(H2O2)和乙烯(ETH)等代謝產(chǎn)物作為植物中的信號(hào)分子,通過復(fù)雜的信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò)傳遞到細(xì)胞核中,調(diào)控防御基因的轉(zhuǎn)錄水平。本研究中,外源SNP處理顯著上調(diào)了花青素合成途徑的PsCHS和PsANS基因的表達(dá)水平,從而促進(jìn)花青素的合成與積累。以往研究發(fā)現(xiàn),SNP處理可以通過上調(diào)CHI、F3'H和ANS的表達(dá)來抑制紅毛丹果實(shí)花青素的降解,以延緩果實(shí)的褐變速率。同時(shí),王俊文研究發(fā)現(xiàn)NO處理同時(shí)增強(qiáng)樹莓果實(shí)中苯丙烷代謝相關(guān)酶(PAL、C4H、4CL)活性和花青素代謝相關(guān)酶(DFR、ANS、UFGT)活性,提高樹莓花青素的積累速度。因此,外源SNP作為信號(hào)分子傳導(dǎo)到細(xì)胞核中,激活花青素合成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的表達(dá),促進(jìn)三華李果實(shí)花青素的合成與積累,然而調(diào)控結(jié)構(gòu)基因上游的轉(zhuǎn)錄因子能否響應(yīng)SNP信號(hào)分子還需進(jìn)一步研究。
綜上所述,外源SNP處理有效延緩了貯藏過程中三華李果實(shí)的軟化,維持較高的可滴定酸、TSS和抗壞血酸含量,抑制丙二醛含量的積累,同時(shí)保持較高的POD、CAT活性,上調(diào)PsCHS和PsANS基因表達(dá)水平,從而促進(jìn)花青素的合成與積累。因此,外源SNP處理能較好地保持三華李采后果實(shí)的貯藏品質(zhì)和抗氧化活性,在三華李保鮮方面有較好的應(yīng)用潛力。
基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(32360785);廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2023JJA130423);賀州學(xué)院博士教授科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目(2023JSQD03, HZUBS202106)