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        ATP和魚藤酮處理對(duì)采后番石榴果實(shí)冷害的影響及其與糖代謝的關(guān)系

        2025-05-25 00:00:00孔祥佳陳惠玉孟鵬黃姝玲趙峰李守江
        熱帶作物學(xué)報(bào) 2025年5期

        摘""要:為研究外源三磷酸腺苷(ATP)和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)冷害的影響及與糖代謝變化的關(guān)系,本研究將采后紅香番石榴果實(shí)分別采用蒸餾水、0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮進(jìn)行處理,在(4±1)℃下貯藏,貯藏期間定期測(cè)定番石榴果實(shí)冷害指數(shù)、商品率、糖含量和糖代謝相關(guān)酶活性。結(jié)果表明:與對(duì)照果實(shí)相比,ATP處理降低果實(shí)冷害,提高蔗糖單磷酸合成酶(SPS)活性、酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)活性和貯藏后期蔗糖合成酶合成方向(SSs)活性,降低中性轉(zhuǎn)化酶(NI)和貯藏后期蔗糖合成酶分解方向(SSc)活性,抑制果糖和貯藏中期葡萄糖含量上升,使蔗糖、可溶性總糖含量維持在較高水平,提高果實(shí)的抗冷性和商品率;魚藤酮處理加劇果實(shí)冷害,通過同時(shí)抑制SSs、貯藏中期SPS活性升高,AI、NI和貯藏中、后期SSc活性降低,加快蔗糖分解,果糖含量增加,降低可溶性總糖和還原糖含量,果實(shí)商品率低。因此,ATP處理能增強(qiáng)番石榴果實(shí)的抗冷性,這可能與提高蔗糖和可溶性總糖含量的變化密切相關(guān);而魚藤酮處理誘導(dǎo)糖代謝失衡,加劇冷害。

        關(guān)鍵詞:番石榴;糖代謝;ATP;魚藤酮;冷害中圖分類號(hào):S667.9;TS255.3""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        Effects"of"ATP"and"Rotenone"Treatment"on"Chilling"Injury"of"Postharvest"Guava"Fruit"and"Relates"with"Sugar"Metabolism

        KONG"Xiangjia1,"CHEN"Huiyu1,"MENG"Peng2,"HUANG"Shuling2,"ZHAO"Feng1,"LI"Shoujiang1*

        1."Fujian"Universitynbsp;of"Traditional"Chinese"Medicine,"Fuzhou,"Fujian"350122,"China;"2."Fujian"Inspection"and"Research"Institute"for"Product"Quality,"Fuzhou,"Fujian"350002,"China

        Abstract:"The"study"was"aimed"to"study"the"effects"of"exogenous"ATP"and"rotenone"treatment"on"chilling"injury"and"sugar"metabolism"in"cold-stored"guava"fruits."Post-harvest"‘Hongxiang’"guava"fruits"were"treated"with"distilled"water,"0.8"mmol/L"ATP,"and"0.2"mmol/L"rotenone,"respectively,"and"stored"at"(4±1)℃."During"storage,"the"chilling"injury"index,"commercial"rate,"sugar"content,"and"sugar"metabolism-related"enzyme"activity"of"the"guava"fruits"were"regularly"determined."Compared"with"the"control"fruit,"ATP"treatment"reduced"chilling"injury,"increased"the"activities"of"sucrose"monophosphate"synthase"(SPS),"acid"invertase"(AI),"and"sucrose"synthase"synthesis"direction"(SSs)"during"the"late"stage"of"storage,"decreased"the"activities"of"neutral"invertase"(NI)"and"sucrose"synthase"decomposition"direction"(SSc)"during"late-storage,"inhibited"the"increase"in"fructose"and"glucose"content"during"mid-storage,"maintained"the"content"of"sucrose"and"total"soluble"sugar"at"a"high"level,"and"improved"the"cold"resistance"and"commercial"rate"of"the"fruit."Rotenone"treatment"exacerbated"chilling"injury"by"simultaneously"inhibiting"the"increase"of"SSS"activity"and"SPS"activity"during"the"middle"stage"of"storage,"the"decrease"of"AI"activity,"NI"activity,"and"SSc"activity"during"the"middle"and"late"stages"of"storage,"accelerating"the"decomposition"of"sucrose,"increased"the"content"of"fructose,"reduced"the"total"soluble"sugar"and"reducing"sugar,"and"resulted"in"a"low"commercial"rate"of"the"fruit."ATP"treatment"could"enhance"cold"resistance"in"guava"fruits,"and"the"mechanism"may"be"related"to"changes"in"sucrose"and"soluble"total"sugar"content."However,"rotenone"treatment"induced"an"imbalance"in"sugar"metabolism"and"exacerbated"chilling"injury.

        Keywords:"guava;"sugar"metabolism;"ATP;"rotenone;"chilling"injury

        DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2025.05.022

        番石榴(Psidium"guajava"L.)為桃金娘科(Myrtaceae)番石榴屬(Psidium)植物,是熱帶、亞熱帶地區(qū)廣泛種植的重要經(jīng)濟(jì)果樹,也是福建省重點(diǎn)開發(fā)的名特優(yōu)水果品種之一[1]。隨著番石榴栽種面積增加和育種技術(shù)提升,優(yōu)質(zhì)番石榴鮮果的價(jià)格也不斷上漲,但番石榴果實(shí)采后易碰傷、軟化和腐爛變質(zhì),貨架期和最佳食用期較短,影響了番石榴果實(shí)的商品價(jià)值和食用品質(zhì),從而限制了番石榴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,故采后番石榴鮮果的保鮮技術(shù)成為生產(chǎn)上亟待解決的問題。低溫貯藏是目前番石榴果實(shí)貯藏保鮮最為有效的方法,但番石榴屬于冷敏型果實(shí),低溫貯藏時(shí)易發(fā)生冷害,導(dǎo)致果實(shí)食用品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降甚至完全喪失[2-4]。因此,探討研究番石榴果實(shí)采后冷害發(fā)生的機(jī)理及控制技術(shù),已成為解決番石榴果實(shí)貯運(yùn)保鮮問題的關(guān)鍵。

        三磷酸腺苷(ATP)作為能量在植物體內(nèi)的存在形式,是維持植物體生命活動(dòng)最重要的能量庫(kù)。ATP含量的高低在一定程度上可反映植物體本身的能量水平。當(dāng)果蔬受到低溫脅迫時(shí),過度的能量損耗會(huì)影響線粒體中酶的活性和電子傳遞鏈,從而阻斷ATP產(chǎn)生并引發(fā)能量供給不足,導(dǎo)致采后果蔬冷害發(fā)生。因此認(rèn)為,保持較高水平的ATP含量對(duì)減輕采后果蔬冷害有積極作用[5],通過外源施用或內(nèi)源誘導(dǎo)的ATP可維持胞內(nèi)的能量代謝平衡,亦能減緩果蔬冷害的發(fā)生。這已在香蕉[6-7]、梨[8]、草莓[9]等果實(shí)得到證實(shí)。

        魚藤酮(rotenone)是一種細(xì)胞毒性物質(zhì),主要作用于線粒體呼吸鏈第一部位的電子傳遞系統(tǒng),選擇性地抑制細(xì)胞呼吸鏈還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶(NADH脫氫酶)活性,阻斷NADH氧化過程,降低ATP生成速率,使質(zhì)子傳遞受阻,進(jìn)而增加細(xì)胞中活性氧的含量,使得自由基過量累積,促進(jìn)細(xì)胞凋亡[10-13]。因此認(rèn)為,魚藤酮可通過抑制細(xì)胞線粒體功能抑制ATP生成,從而影響能量水平。

        糖可調(diào)控植物體的生長(zhǎng)發(fā)育、生理代謝過程,并與各個(gè)呼吸通路之間緊密聯(lián)系,從而影響植物體的能量水平。糖代謝是糖積累的核心環(huán)節(jié)[14-15],采后果蔬蔗糖代謝路徑節(jié)點(diǎn)中的關(guān)鍵酶包括蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(SSs)、蔗糖合成酶分解方向(SSc)、酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)、中性轉(zhuǎn)化酶(NI)等[16],這些酶的活性均與糖的積累密切相關(guān);SSs、SPS可促進(jìn)采后果蔬中的葡萄糖和果糖轉(zhuǎn)化為蔗糖,而蔗糖在SSc、AI、NI等轉(zhuǎn)化酶的作用下分解成葡萄糖和果糖。低溫可導(dǎo)致果實(shí)產(chǎn)生冷害,冷害會(huì)影響采后果蔬的糖代謝,進(jìn)而造成糖種類、糖含量不同[17-20]。研究表明,采用草酸、茉莉酸、水楊酸、p-香豆酸、一氧化氮等外源處理可誘導(dǎo)果實(shí)糖代謝和糖積累,從而提高果實(shí)抗冷性,這已在杏[21]、桃[22-25]、芒果[26]等果實(shí)中得到證實(shí)。

        目前,已有研究結(jié)果證明番石榴果實(shí)冷害發(fā)生與能量水平降低和膜穩(wěn)定性破壞有關(guān),且外源ATP處理可提高番石榴果實(shí)細(xì)胞能量和膜穩(wěn)定性,進(jìn)而抑制冷害[27]。但鮮見將ATP和魚藤酮應(yīng)用于番石榴果實(shí)采后冷害調(diào)控的研究報(bào)道。因此,本研究在前期研究的基礎(chǔ)上,以紅香番石榴果實(shí)為試驗(yàn)材料,研究ATP處理和魚藤酮處理對(duì)采后番石榴果實(shí)冷害的影響及其與糖含量和糖代謝相關(guān)酶的關(guān)系,旨在為采后番石榴果實(shí)冷害調(diào)控機(jī)制的研究提供參考依據(jù)。

        1""材料與方法

        1.1""材料

        1.1.1""材料與試劑""以紅香番石榴果實(shí)為試驗(yàn)材料,采收當(dāng)日從福建漳州將果實(shí)運(yùn)至福建中醫(yī)藥大學(xué)(福州),選取大小均勻、色澤一致、無(wú)損傷、無(wú)病蟲害的健康果實(shí)作為試驗(yàn)對(duì)象。

        果實(shí)處理:預(yù)實(shí)驗(yàn)分別采用蒸餾水,0.4、0.6、0.8、1.0"mmol/L"ATP和0.2、0.3、0.4、0.5"mmol/L魚藤酮處理番石榴果實(shí)。貯藏至42"d,0.4、0.6"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)冷害指數(shù)與對(duì)照組差異不顯著,0.8、1.0"mmol/L"ATP處理與對(duì)照組差異顯著。相較而言,0.8"mmol/L"ATP處理能更好地控制采后番石榴果實(shí)冷害的發(fā)生。經(jīng)魚藤酮處理的番石榴果實(shí)冷害指數(shù)與對(duì)照組均差異顯著,但綜合考慮冷害效果和經(jīng)濟(jì)成本,選擇0.2"mmol/L魚藤酮進(jìn)行進(jìn)一步研究。因此,正式實(shí)驗(yàn)番石榴果實(shí)分別采用蒸餾水(對(duì)照)、0.8"mmol/L"ATP和0.2"mmol/L魚藤酮浸泡20"min后,用聚乙烯薄膜袋包裝(厚度0.015"mm,規(guī)格40"cm×"30"cm),每袋4個(gè)果實(shí),貯藏于(4±1)℃、相對(duì)濕度80%~90%條件下,每個(gè)貯藏條件不少于21袋。以采收當(dāng)天為第0天,在貯藏第7、14、21、35、42天取樣,觀察果實(shí)冷害癥狀和腐爛情況,并將果實(shí)的可食部分沿赤道面切成小塊,液氮凍結(jié)后用低溫混合型研磨儀研磨(液氮預(yù)凍:5"Hz,40"s;研磨:23"Hz,40"s)成粉末狀,保存在?80"℃超低溫冰箱中備用。

        試劑:果糖測(cè)試盒、蔗糖測(cè)試盒、葡萄糖測(cè)試盒(葡萄糖氧化酶法)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)測(cè)試盒,南京建成生物工程研究所生產(chǎn);中性轉(zhuǎn)化酶(NI)試劑盒、可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)試劑盒、蔗糖合成酶分解方向(SSc)試劑盒、蔗糖合成酶合成方向(SSs)試劑盒,上海機(jī)純實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn);氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀、鹽酸、酚酞,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn);3,5-二硝基水楊酸、牛血清蛋白,上海源葉生物科技有限公司生產(chǎn);D(+)-無(wú)水葡萄糖(標(biāo)準(zhǔn)品)、考馬斯亮藍(lán)G-250,索萊寶生物科技有限公司生產(chǎn);氯化鋇、磷酸,西隴科學(xué)股份有限公司生產(chǎn);酒石酸鉀鈉,上海埃彼化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn);乙酸鋅,阿拉丁試劑(上海)有限公司生產(chǎn);冰乙酸,上海聯(lián)試化工試劑有限公司生產(chǎn);甲基紅,上海麥克林生化科技股份有限公司生產(chǎn);草酸,天津市福晨化學(xué)試劑廠生產(chǎn);正丁醇,江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司生產(chǎn)。

        1.1.2""儀器與設(shè)備""Cryo"mill低溫混合型研磨儀,德國(guó)RETSCH(萊馳)公司生產(chǎn);AR224CN電子分析天平,奧豪斯儀器(上海)有限公司生產(chǎn);TGL-16gR高速冷凍離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠生產(chǎn);BHS-4恒溫水浴鍋,群安實(shí)驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn);INFINITE"E"PLEX多功能酶標(biāo)儀,湖南博朔生物科技有限公司生產(chǎn);P5型雙光束紫外可見分光光度計(jì),上海美譜達(dá)儀器有限公司生產(chǎn);HY-2旋渦混勻儀,上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司生產(chǎn);ZX"dP-B2050電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海智城分析儀器制造有限公司生產(chǎn);KQ-500E超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn);ATC-1001-m艾科浦超純水機(jī),重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

        1.2""方法

        1.2.1""果實(shí)冷害指數(shù)評(píng)價(jià)和商品率""參照陳洪彬等[1]和GONZáLEZ-AGUILAR等[28]的方法對(duì)番石榴果實(shí)的冷害癥狀進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)。計(jì)算公式:

        按照張朝坤等[4]的方法評(píng)價(jià)番石榴果實(shí)的腐爛情況。計(jì)算公式:

        1.2.2""果實(shí)總糖和還原糖含量測(cè)定""采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定[29]。以葡萄糖濃度為縱坐標(biāo)(y),吸光度值為橫坐標(biāo)(x),線性方程為y=0.2125x+0.0047,相關(guān)系數(shù)為r=0.9963,線性范圍為0~0.120"mg/mL。

        1.2.3""果實(shí)蔗糖含量測(cè)定""取0.20"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰9的比例加入1.80"mL的生理鹽水,制成10%的組織勻漿,于3500×g離心15"min,取上清液待測(cè)。按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)蔗糖含量,單位μmol/g。

        1.2.4""果實(shí)果糖含量測(cè)定""取0.20"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰9的比例加入1.80"mL的磷酸鹽緩沖液(0.1"mol/L"pH"7.4),制成10%的組織勻漿,于3500×g離心15"min,取上清液待測(cè)。按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)果糖含量,單位mg/g。

        1.2.5""果實(shí)葡萄糖含量測(cè)定""取0.10"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰9的比例加入0.90"mL的磷酸鹽緩沖液(0.1"mol/L"pH"7.4),制成10%的組織勻漿,于3500×g離心15"min,取上清液待測(cè)。按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)葡萄糖含量,單位mmol/L。

        1.2.6""果實(shí)SPS活性測(cè)定""取0.20"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰9的比例加入1.80"mL的提取液,冰水浴條件下勻漿制成10%的組織勻漿,于4"℃下12"000×g離心10"min,取上清液待測(cè)。按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)SPS活性,單位μg/(min·mg)。

        1.2.7""果實(shí)SS活性測(cè)定""取0.10"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰10的比例加入1"mL提取液,進(jìn)行冰浴勻漿,于4"℃下8000×g離心10"min,取上清液待測(cè)。分別按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)SSc和SSs活性,單位μg/(min·mg)。

        1.2.8""果實(shí)AI和NI活性測(cè)定""取0.10"g果實(shí)樣品,按質(zhì)量(g)︰體積(mL)=1︰10的比例加入1"mL提取液,進(jìn)行冰浴勻漿,于4"℃下12"000×"g離心10"min,取上清液待測(cè)。按照試劑盒方法測(cè)定果實(shí)AI和NI活性,單位μg/(min·mg)。

        1.2.9""可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定""采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定[30]。以吸光度值為縱坐標(biāo)(y),以牛血清蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液(mg/mL)為橫坐標(biāo)(x),線性方程為y=7.3537x+0.0464,相關(guān)系數(shù)為r=0.9914,線性范圍為0~0.096"mg/mL。

        1.3""數(shù)據(jù)處理

        上述指標(biāo)均重復(fù)3次,采用Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,使用SPSS"26.0軟件中單因素方差分析法對(duì)結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析。

        2""結(jié)果與分析

        2.1""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)冷害指數(shù)和商品率的影響

        由圖1可知,不同處理的番石榴果實(shí)冷害指數(shù)變化趨勢(shì)相似,均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而升高,但不同處理的變化幅度不同。與對(duì)照相比,0.8"mmol/L

        ATP處理的冷害指數(shù)均較低,0.2"mmol/L魚藤酮處理的冷害指數(shù)均較高。在貯藏42"d,0.8"mmol/L"ATP處理的冷害指數(shù)(0.35)比對(duì)照低27.08%,而0.2"mmol/L魚藤酮處理的冷害指數(shù)(0.67)比對(duì)照高39.58%。在整個(gè)貯藏期間,0.8"mmol/L"ATP處理的冷害指數(shù)顯著低于對(duì)照(Plt;0.05),0.2"mmol/L魚藤酮處理顯著高于對(duì)照(Plt;0.05)。

        不同處理的番石榴果實(shí)商品率變化趨勢(shì)相似,均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,但不同處理的變化趨勢(shì)存在差異。0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)在貯藏0~28"d內(nèi)商品率變化較小,之后緩慢下降;而對(duì)照和0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏0~14"d內(nèi)變化較平緩,之后快速下降,且0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏28~42"d內(nèi)低于對(duì)照。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP處理的商品率比對(duì)照高60.00%,差異顯著(Plt;0.05),而0.2"mmol/L魚藤酮處理的商品率比對(duì)照低40.00%,差異顯著(Plt;0.05)。

        2.2""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)可溶性總糖和還原糖含量的影響

        由圖2可知,隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),對(duì)照和0.2"mmol/L魚藤酮處理的番石榴果實(shí)可溶性總糖含量總體呈先降后升的變化趨勢(shì),0.8"mmol/L"ATP處理呈先升后降再升的趨勢(shì)。與對(duì)照相比,0.8"mmol/L"ATP處理的可溶性總糖含量在整個(gè)貯藏期間均較高,而0.2"mmol/L魚藤酮處理均較低。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP處理的可溶性總糖含量比對(duì)照高38.39%,差異顯著(Plt;0.05),0.2"mmol/L魚藤酮處理為對(duì)照的1.13倍,差異顯著(Plt;0.05)。

        隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),不同處理的番石榴果實(shí)還原糖含量的變化趨勢(shì)不同。0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理的還原糖含量在貯藏7"d達(dá)到峰值,而對(duì)照在35"d。貯藏至7"d時(shí),0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理分別是對(duì)照的1.33倍、1.17倍,差異顯著(Plt;0.05);貯藏至35"d時(shí),0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理分別比對(duì)照低28.57%、38.46%,差異顯著(Plt;0.05);且在貯藏21~42"d,0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理的還原糖含量均低于對(duì)照。

        2.3""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)蔗糖含量的影響

        由圖3可知,在貯藏期間,對(duì)照和0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)蔗糖含量總體呈先升高后降低的變化趨勢(shì),而0.2"mmol/L魚藤酮處理變化較平緩。進(jìn)一步比較發(fā)現(xiàn),0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)蔗糖含量顯著高于對(duì)照(Plt;0.05),而0.2"mmol/L魚藤酮處理顯著低于對(duì)照(Plt;0.05)。

        2.4""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)果糖含量的影響

        由圖4可知,對(duì)照和0.2"mmol/L魚藤酮處理的番石榴果實(shí)果糖含量變化趨勢(shì)相近,而0.8"mmol/L"ATP處理的變化趨勢(shì)與其相反。0.8"mmol/L"ATP處理的果糖含量始終顯著低于對(duì)照(Plt;0.05),0.2"mmol/L魚藤酮處理顯著高于對(duì)照(Plt;0.05)。說明0.8"mmol/L"ATP處理抑制番石榴果實(shí)果糖含量升高;而0.2"mmol/L魚藤酮處理可維持果糖含量在較高水平。

        2.5""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)葡萄糖含量的影響

        由圖5可知,不同處理的番石榴果實(shí)葡萄糖含量變化趨勢(shì)相似,均在28"d達(dá)到峰值。在貯藏0~21"d內(nèi),0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)葡萄糖含量顯著高于對(duì)照和0.2"mmol/L魚藤酮處理(Plt;0.05),0.2"mmol/L魚藤酮處理顯著高于對(duì)照(Plt;0.05);在貯藏21~35"d,0.8"mmol/L"ATP處理顯著低于對(duì)照和0.2"mmol/L魚藤酮處理(Plt;0.05);貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理分別是對(duì)照的11.76倍、15.49倍,差異顯著(Plt;0.05),且0.8"mmol/L"ATP處理比0.2"mmol/L魚藤酮處理低24.08%,差異顯著(Plt;0.05)。

        2.6""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)SPS活性的影響

        由圖6可知,不同處理的番石榴果實(shí)SPS活性變化趨勢(shì)相近,表現(xiàn)前期下降、中后期先升高后降低。0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)SPS活性始終高于對(duì)照,且差異顯著(Plt;0.05);而0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏14~28"d低于對(duì)照、在貯藏35~"42"d高于對(duì)照,均差異顯著(Plt;0.05)。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP、0.2"mmol/L魚藤酮處理分別是對(duì)照的1.84倍、1.29倍,差異顯著(Plt;0.05)。

        2.7""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)SS活性的影響

        由圖7可知,不同處理的番石榴果實(shí)SSc活性總體呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。對(duì)照和0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)SSc活性在14"d達(dá)到峰值,而0.2"mmol/L魚藤酮處理在28"d達(dá)到峰值。在貯藏0~28"d,0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)SSc活性顯著高于對(duì)照(Plt;0.05),但在貯藏35~42"d,0.8"mmol/L"ATP處理低于對(duì)照。0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏0~14"d顯著低于對(duì)照(Plt;0.05),而在其余時(shí)間顯著高于對(duì)照(Plt;0.05)。不同處理的番石榴果實(shí)SSs活性變化趨勢(shì)相似。與對(duì)照相比,0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)SSs活性在貯藏前期和貯藏后期均較高,而0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏14~42"d顯著低于對(duì)照(Plt;0.05)。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP處理是對(duì)照的2.15倍,差異顯著(Plt;0.05),而0.2"mmol/L魚藤酮處理比對(duì)照低13.84%,差異顯著(Plt;0.05)。

        2.8""外源ATP和魚藤酮處理對(duì)冷藏番石榴果實(shí)AI和NI活性的影響

        由圖8可知,對(duì)照和0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)AI活性總體呈上升趨勢(shì);而0.2"mmol/L魚藤酮處理呈先升后降再升的變化趨勢(shì),并在21"d

        達(dá)到峰值。在整個(gè)貯藏期內(nèi),0.8"mmol/L"ATP處理和0.2"mmol/L魚藤酮處理的番石榴果實(shí)AI活性始終高于對(duì)照,均差異顯著(Plt;0.05)。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP處理比對(duì)照高59.31%,比0.2"mmol/L魚藤酮處理低27.43%,差異顯著(Plt;0.05)。

        對(duì)照和0.8"mmol/L"ATP處理的番石榴果實(shí)NI活性變化趨勢(shì)相似,均為先升高后降低,并在貯藏14"d達(dá)到峰值;而0.2"mmol/L魚藤酮處理在貯藏的28"d達(dá)到峰值。貯藏至42"d,0.8"mmol/L"ATP處理比對(duì)照低46.56%,差異顯著(Plt;0.05),而0.2"mmol/L魚藤酮處理是對(duì)照的2.71倍,差異顯著(Plt;0.05)。

        3""討論

        3.1""番石榴果實(shí)冷害發(fā)生與糖代謝的關(guān)系

        糖作為果實(shí)滲透壓調(diào)節(jié)劑、低溫保護(hù)劑、信號(hào)分子和活性氧清除劑等,對(duì)調(diào)控果實(shí)生理代謝過程以及提高抗冷性具有直接影響[31]。冷害導(dǎo)致采后果蔬糖代謝失衡,SPS、SS、AI、NI等蔗糖代謝相關(guān)酶的活性發(fā)生變化,從而影響到蔗糖、可溶性總糖、果糖和葡萄糖含量[17-25,"32]。但低溫脅迫對(duì)糖代謝和糖積累的響應(yīng)特征和變化規(guī)律因果實(shí)品種、貯藏條件不同而異。貯藏于1"℃的番木瓜果實(shí)與6"℃相比,AI活性較低,SSc活性較高,延緩了葡萄糖和果糖含量下降,而較高的NI、SSs和SPS活性,維持了較高的蔗糖水平[33]。貯藏于5"℃的桃果實(shí)與10"℃相比,在整個(gè)貯藏期間或貯藏后期AI、NI、SS和SPS活性較高,從而導(dǎo)致蔗糖含量降低、還原糖含量增加[20]。番石榴是冷敏型果實(shí),在5"℃以下貯藏即發(fā)生冷害[1]。本

        研究發(fā)現(xiàn),番石榴果實(shí)在4"℃下貯藏,會(huì)出現(xiàn)果皮褐變,果肉水漬狀,果實(shí)腐爛,不能正常后熟等冷害癥狀;隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),番石榴果實(shí)SPS、SSc活性降低,AI活性升高,SSs、NI活性先上升后下降,促使蔗糖分解加速、合成減少,導(dǎo)致番石榴果實(shí)可溶性總糖、蔗糖含量降低,果糖和0~35"d的還原糖含量升高。糖物質(zhì)可作為糖代謝呼吸途徑的基質(zhì),由于番石榴果實(shí)低溫冷害發(fā)生導(dǎo)致糖代謝失衡、糖積累減少,從而影響果實(shí)呼吸作用,進(jìn)而降低能量水平,使其冷害指數(shù)升高、商品率下降。因此認(rèn)為,番石榴果實(shí)冷害癥狀的出現(xiàn)是不適宜的低溫引起果實(shí)SPS活性減弱、AI活性增強(qiáng)、SS合成分解失衡、促進(jìn)糖含量降低而導(dǎo)致能量虧缺的結(jié)果。

        3.2""ATP和魚藤酮處理對(duì)番石榴果實(shí)冷害及糖代謝的影響

        ATP是維持果蔬細(xì)胞能量供需平衡重要的“能量通貨”。前人已將外源ATP處理應(yīng)用于梨[8]、荔枝[34]、綠豆芽[35]、雙孢菇[36]等果蔬的采后貯藏保鮮中,可通過提高其能量水平、維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性來減輕組織褐變,抵御病原菌侵染,提高果實(shí)品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏期,延緩衰老。采后果蔬在不適宜的低溫下貯藏,細(xì)胞內(nèi)的氧化磷酸化作用降低、ATP短缺,維持細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的能量虧缺。而采用外源ATP處理可保障果蔬低溫貯藏過程中的能量供給,提高采后果蔬的耐冷性、減輕冷害發(fā)生[5-9,"37]。可溶性糖是采后果蔬抗低溫脅迫的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),能減輕果蔬低溫貯藏過程中的冷應(yīng)激損傷[38-39];蔗糖、果糖、葡萄糖等亦可通過穩(wěn)定細(xì)胞滲透勢(shì)、清除活性氧自由基等方式增強(qiáng)采后果蔬低溫貯藏時(shí)抵御冷害的能力,起到低溫保護(hù)劑的作用[17-25]。但由于果實(shí)品種、成熟度、貯藏條件和采后處理方式等不同,哪一種糖在抵御低溫中起重要作用尚未定論,研究結(jié)果不盡相同[39]。在對(duì)枇杷、桃、油桃等果實(shí)的研究中發(fā)現(xiàn),較高的SPS活性和較低的SS、AI和NI活性有利于維持較高的蔗糖含量,從而保護(hù)細(xì)胞膜的完整性,增強(qiáng)果實(shí)的抗冷性[17-19,"40]。而杏果實(shí)抗冷性增加與其體內(nèi)葡萄糖、果糖等還原糖含量增加有關(guān)[21,"31]。因此,糖類物質(zhì)及糖代謝參與果實(shí)的低溫脅迫響應(yīng),在抵御低溫冷害脅迫下的抗逆性中發(fā)揮了重要作用,可通過積累較高水平的糖含量維持能量供給平衡,從而增強(qiáng)果實(shí)抵御冷害的能力。

        經(jīng)0.8"mmol/L"ATP處理能降低番石榴果實(shí)的冷害指數(shù),提高商品率,降低冷害對(duì)番石榴果實(shí)的損傷;提高SPS活性、貯藏后期SSs活性;降低貯藏中、后期NI活性、貯藏后期SSc活性,從而有效抑制番石榴果實(shí)可溶性總糖、蔗糖含量的下降,并抑制了果糖、貯藏中期葡萄糖含量的上升,導(dǎo)致貯藏中、后期還原糖含量的降低。但在整個(gè)貯藏期間,0.8"mmol/L"ATP處理的AI活性高于對(duì)照,這可能與提高AI活性促進(jìn)己糖積累,更多的己糖用于呼吸作用[41-42],進(jìn)而提高能量水平有關(guān)。因此,0.8"mmol/L"ATP處理可通過調(diào)控糖代謝,誘導(dǎo)蔗糖合成酶活性提高和分解酶活性降低,促進(jìn)蔗糖合成,進(jìn)而提高果實(shí)抗冷性,減輕冷害發(fā)生。

        魚藤酮作為呼吸解偶聯(lián)劑,可使細(xì)胞的電子傳遞鏈?zhǔn)艿揭种?,降低ATP水平,導(dǎo)致能量虧缺。經(jīng)0.2"mmol/L魚藤酮處理增加番石榴果實(shí)的冷害指數(shù),降低果實(shí)的商品率,促進(jìn)冷害發(fā)生;誘導(dǎo)SSs、貯藏中期SPS活性降低,AI、貯藏中、后期SSc和NI活性升高;在SPS、SSc、SSs、AI和NI共同作用下,促進(jìn)蔗糖分解,可溶性糖積累減少,果糖含量升高。但在貯藏14~42"d,0.2"mmol/L魚藤酮的還原糖含量低于對(duì)照和0.8"mmol/L"ATP處理,這可能與魚藤酮處理后的番石榴果實(shí)冷害癥狀較早出現(xiàn)有關(guān),由于冷害引起呼吸作用異常變化,使得還原糖在呼吸作用中最先被分解利用,進(jìn)而降低其在貯藏中、后期的含量。因此,0.2"mmol/L魚藤酮處理誘導(dǎo)番石榴果實(shí)糖代謝失衡,加快蔗糖及其他多糖轉(zhuǎn)化為單糖的過程,促使蔗糖、可溶性糖含量快速降低,加劇果實(shí)冷害發(fā)生。

        4""結(jié)論

        通過研究番石榴果實(shí)低溫貯藏期間糖含量和糖代謝相關(guān)酶的變化發(fā)現(xiàn),與對(duì)照果實(shí)相比,ATP處理降低果實(shí)冷害,提高SPS、AI活性和貯藏后期SSs活性,降低NI活性和貯藏后期SSc活性,抑制果糖和貯藏中期葡萄糖含量上升,使蔗糖、可溶性總糖含量維持在較高水平,提高果實(shí)抗冷性和商品率;魚藤酮處理加劇果實(shí)冷害,通過同時(shí)抑制SSs、貯藏中期SPS活性升高,AI、NI和貯藏中、后期SSc活性降低,加快蔗糖分解,果糖含量增加,降低可溶性總糖和還原糖,果實(shí)商品率低。因此,ATP處理能增強(qiáng)番石榴果實(shí)的抗冷性,這可能與提高蔗糖和可溶性總糖含量的變化密切相關(guān);而魚藤酮處理誘導(dǎo)糖代謝失衡,加劇冷害。這為完善低溫脅迫下番石榴果實(shí)冷害機(jī)制以及控制采后番石榴果實(shí)冷劣變、提高抗冷性、延長(zhǎng)貯藏保鮮期提供理論依據(jù)。

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