采后BTH處理對不同品種芒果果實防御酶活性的影響

潘永貴，劉新華，黎壽英

(海南大學食品學院，海南 ?？?570228)

采后BTH處理對不同品種芒果果實防御酶活性的影響

潘永貴，劉新華，黎壽英

(海南大學食品學院，海南 ?？?570228)

以“象牙”和“臺農”芒果為試材，研究BTH處理對2個不同品種芒果果實中主要防御酶——PAL、PPO和POD活性的影響，以探討其增強不同果實抗病性的機理。結果表明：在整個貯藏過程中，“臺農”果實本身3種酶的活性均明顯高于“象牙”果實；而經BTH處理后，對2個品種的芒果果實，均刺激了3種酶活性的上升，并且“臺農”果實上升幅度明顯高于“象牙”果實。BTH處理增強果實抗病性與刺激PAL、PPO和POD活性上升均有關系，并且對臺農果實作用明顯大于象牙果實。

芒果；BTH；防御酶

病原微生物侵染是導致果蔬采后損失的主要原因之一。雖然使用化學農藥防治可起到顯著作用，但其會帶來環境污染、農藥殘留、抗性和對人體健康產生危害等嚴重問題。我國果蔬產品出口因農藥殘留超標受到嚴重制約，因此一些化學殺菌劑被禁止使用。近年來，利用誘導劑誘導果蔬自身產生系統獲得抗病性(systemic acquired resistance，SAR)逐漸成為果蔬病害防治的發展方向和研究熱點。其中苯丙噻二唑(benzothiadiazole，BTH)為其中一種。

苯丙噻二唑是一種人工合成并且商品化了的植物抗病性化學誘導劑，它是誘發SAR反應的化合物[1]。目前BTH在果蔬采前控制植株病害方面研究較多，例如番木瓜[2]、番茄[3]、辣椒[4]、黃瓜[5]等，而采后果蔬中研究較少。但從研究報道來看，同樣表明BTH對于防治果蔬采后病害具有一定的效果，例如200μm/mL 質量濃度處理桃果實能提高防御酶活性和次生代謝物質的含量[6]；Terr等[7]報道，采后草莓上使用BTH可有效抑制灰葡萄孢侵染引起的灰霉病，王金華[8]報道采用質量濃度50μm/mL BTH處理香蕉果實能有效防治香蕉采后炭疽病的發生。本研究發現BTH處理芒果果實同樣可以減輕芒果果實采后炭疽病的產生，但對于不同的品種其有效濃度不同，對于“象牙”果實，200mg/L處理效果最好，“臺農”果實則為50mg/L處理效果最好[9]。許多研究表明，在植物組織抗病性方面，包括PAL、PPO和POD在內的防御酶起著重要的作用[10]。本實驗主要在上述研究結果基礎上，進一步研究BTH處理對不同品種芒果果實防御酶的影響，以探討其增強果實抗病性的機理以及不同品種芒果果實所需最適BTH濃度的原因。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

海南主栽品種“象牙”(Nang klangwan)和“臺農”(Tainong)芒果，采自海南省東方市廣壩農場；炭疽病菌(Colletotichum gloeosporioides)，由中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所提供，在PDA培養基上培養8d，培養溫度28℃。

苯并噻二唑(BTH)(商品名Bion，英文通用名：Acibenzolar-S-methyl)，瑞士先正達公司生產，有效成分為50%。

1.2 BTH處理

用去離子水分別配制成0、50、200mg/L 3種質量濃度BTH溶液(內含體積分數0.05%吐溫-80)。挑選成熟度、大小基本一致、無機械損傷和病蟲害的2個品種的果實，分別分成2組，“象牙”芒果分別用0、200mg/L，“臺農”分別用0和50mg/L BTH溶液浸泡10min，取出后自然晾干。然后裝入厚度為0.03mm的低密度聚乙烯薄膜塑料袋，每袋5個。最后置于15℃下貯藏。每處理果實60個。

1.3 接種處理

參照王金華[8]的方法并作修改：將前處理好的芒果在15℃貯藏72h后，進行接種處理。將培養好的炭疽病菌用損傷接種法接種。在每只芒果的果皮上等距離刺傷3個傷痕(用直徑為1mm的3枚針(組合在一起)刺入1mm深)，并用棉花擦去分泌出來的果膠，然后將菌餅(直徑為1.5mm)貼在刺傷部位，再用棉花保濕24h，接種完畢后，繼續在15℃貯藏，相對濕度75%～85%。

1.4 取樣

果實接種后，每隔一定時間，取病健交界處果肉組織，每處理每次取樣果實總數為10個，取樣組織經液氮冷凍后再破碎混合。－20℃保存待用。

1.5 測定指標

1.5.1 多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)的測定

酶液的制備：取果肉1g，放入預冷研缽中，加入5mL 0.1mol/L pH7.0的磷酸緩沖液(含1g/100mL PVPP，1mmol/L 聚乙二醇6000，0.3%(V/V)Triton-100，1mmol/L EDTA)，冰浴研磨成勻漿。將勻漿液全部轉入離心管中，于4℃ 12000r/min離心20min，上清液即為粗酶液，轉入5mL離心管中，用于PPO和POD活性測定。

酶活性的測定：參照李合生[11]的方法并做修改：

PPO活性：反應體系：0.5mL酶液和0.02mol/L鄰苯二酚溶液1.8mL(用緩沖液配制)，1mL磷酸緩沖液。以磷酸緩沖液代替酶液作為對照，其余同反應體系，24℃條件從加入酶液開始記錄每分鐘反應體系在398nm下OD值，以OD值變化0.001為一個酶活性單位，用U/(g mf·min)表示酶活力。樣品重復測3次。

POD活性：反應體系：1mL磷酸緩沖液，0.2mL酶液、0.05mol/L愈創木酚1.8mL(用磷酸緩沖液配制后于30℃水浴中保溫10min)、2%過氧化氫0.5mL(用磷酸緩沖液配制)。24℃從加入酶液開始記錄每分鐘反應體系在470nm OD值，以磷酸緩沖液代替酶液作為對照以OD值變化0.001為一個酶活性單位。樣品重復測3次。

1.5.2 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的測定

參照崔彥玲等[12]的方法并做修改：取果肉1g，放入預冷的研缽中，加入5mL 0.1mol/L pH8.8硼酸緩沖液(內含5mmol/L巰基乙醇、1mmol/L EDTA以及1g/L的PVP)，在冰浴中研磨成勻漿，然后于4℃ 12000r/min離心20min，上清液即為粗酶液轉入5mL離心管中，用于PAL活性的測定。

在5mL反應體系中，含0.5mL酶液，3.50mL硼酸緩沖液和0.02mol/L L-苯丙氨酸1mL，測定時的對照不加酶液而用0.5mL硼酸緩沖液代替，其余同反應體系，反應體系于40℃水浴中保溫60min后，立即加入6mol/L HCl 0.2mL終止反應，隨后測定OD290值，以OD值變化0.001為一個酶活性單位，用U/(g mf·min)表示酶活力。樣品重復測3次。

2 結果與分析

2.1 采后BTH處理對芒果果實PAL活性的影響

如圖1所示，接種炭疽病菌后，對于兩個品種芒果，對照和BTH處理的果實中PAL酶活性都呈上升趨勢。在整個貯藏過程中，BTH處理的兩個品種果實中PAL活性始終高于對照果實，而“臺農”果實更明顯。表明BTH處理有利于果實中PAL酶活性的上升。通過對兩個品種未經BTH處理的果實中PAL活性比較可以看出，“臺農”果實本身的PAL酶活性高于“象牙”果實，而經BTH處理后，“臺農”果實中PAL活性上升速度也要明顯快于“象牙”果實。

圖1 采后BTH處理對損傷接種“象牙”(a)和“臺農”(b)芒果果實中苯丙氨酸解氨酶活性的影響Fig.1 Effect of BTH treatment on PAL activity in Nang klangwan and Tainong mango fruits

2.2 采后BTH處理對芒果果實PPO活性的影響

圖2 采后BTH處理對損傷接種“象牙”(a)和“臺農”(b)芒果果實中多酚氧化物酶活性的影響Fig.2 Effect of BTH treatment on PPO activity in Nang klangwan and Tainong mango fruits

如圖2所示，對于“象牙”和“臺農”果實，在整個貯藏過程中，兩個品種的對照果實在接種病菌后，果實中PPO活性變化趨勢均呈先升后降的變化趨勢，但是“象牙”果實中P P O上升速率較“臺農”果實緩慢，而且“臺農”果實本身的PPO活性要明顯高于“象牙”果實，在上升期間，前者約是后者2倍。經BTH處理的兩個品種果實中PPO活性變化趨勢與對照果實一致，且均高于各自對照果實，而BTH處理的“臺農”果實表現更加明顯(圖2b)，表明BTH處理增強了果實中PPO酶活性。

2.3 采后BTH處理對芒果果實POD活性的影響

圖3 采后BTH處理對損傷接種“象牙”(a)和“臺農”(b)芒果果實中過氧化物酶活性的影響Fig.3 Effect of BTH treatment on POD activity in Nang klangwan and Tainong mango fruits

如圖3所示，接種病菌后，在整個貯藏期間，兩個品種的對照果實中POD酶活性均呈曲線上升趨勢，而且，“臺農”果實本身的P O D酶活性明顯高于“象牙”果實。經BTH處理的兩個品種果實中POD酶活性變化趨勢與對照基本一致，但高于各自對照果實，與前面PPO酶活性變化一樣，BTH處理的“臺農”果實中POD酶活性明顯高于對照果實，在兩個峰值時分別高出對照40.7%和23.5%。BTH處理可以明顯增加兩種果實中POD酶的活性，有利于增強BTH處理的果實抵抗病原菌的入侵。

3 討 論

苯丙烷代謝途徑是植物細胞中許多防御性次生代謝產物的共同途徑，目前，PAL是該途徑研究最為深入的酶。PAL是植物苯丙烷類代謝途徑的起始酶，也是苯丙烷類代謝途徑的關鍵酶和限速酶，可催化L-苯丙氨酸直接脫氨產生反式肉桂酸，最終轉化為木質素及其次生產物(酚類、香豆酸、黃酮等)，這些產物與植物的防衛反應及抗病性密切相關，因此，PAL被認為是植物的防御酶之一[13]；POD和PPO則同屬于氧化酶體系，主要參與酚的氧化，形成對病菌毒性較高的醌類物質，并參與木質素的合成，使細胞壁增厚來抵御病菌的侵入和擴展從而抑制發病，其活性與抗病性有密切關系[14-16]。本研究結果表明，經BTH處理的“象牙”和“臺農”果實，在接種病原菌后，果實中PPO、POD和PAL活性明顯升高，參與了BTH誘導的果實對病原菌侵染的抗性反應。這與經BTH處理的黃瓜[14]、甜瓜[17]、桃[18]、鴨梨[19]和香蕉[20]等果實的結果一致。增強的POD、PPO和PAL活性是與BTH誘導的芒果果實的抗性反應密切相關。同時也發現，與對照相比，BTH處理的“臺農”果實中PPO、POD和PAL活性迅速增強，而BTH處理的“象牙”果實增強緩慢。同時，“臺農”果實本身PPO、POD和PAL活性也要明顯高于“象牙”果實。這些結果在一定程度上解釋了“臺農”果實能夠在較低的BTH處理濃度下就能達到較好的抗病效果。

[1]FRIEDRICH L, LAWTON K, RUESS W, et al. A benzothiadiazole derivative induces systemic acquired resistance in tobacco[J]. Plant J, 1996, 10: 61-70.

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Effect of BTH Treatment on Defense Enzymes in Postharvest Mango Fruits from Different Varieties

PAN Yong-gui，LIU Xin-hua，LI Shou-ying
(College of Food Science and Technology, Hainan University, Haikou 570228, China)

Nang klangwan and Tainong mango fruits were used as the experimental subjects to conduct BTH treatments. The effect of BTH treatment on the activities of major defense enzymes such as phenylalanine ammonia-lyase (PAL), polyphenoloxiase (PPO) and peroxidase (POD) in postharvest fruits was evaluated to explore the disease-resistance mechanisms of mango fruits from different varieties. Results indicated that the activities of PAL, PPO and POD in Tainong mango fruits were obvious higher than those in Nang klangwan mango fruits during storage. However, after treated with BTH, the Mango fruits from both varieties exhibited an obvious increase in the activities of three enzymes. Meanwhile, more increase in the activities of three enzymes was observed in Tainong mango fruits. In addition, there was an obvious correlation between BTH-induced enhancement of disease resistance and the activities of PAL, PPO and POD in fruits.

mango；BTH；defense enzyme

S667.7

A

1002-6630(2010)20-0469-04

2010-06-22

海南省自然科學基金項目(310032)；海南大學(原華南熱帶農業大學)博士啟動基金項目(Rndy0704)

潘永貴(1970—)，男，副教授，博士，主要從事熱帶果蔬采后生理與保鮮技術研究。E-mail：yongui123@126.com