X射線對黑花生真葉多酚氧化酶活性的影響

摘要：為了研究X射線輻照對黑花生紫1F4真葉中多酚氧化酶（PPO）活性的影響，采用不同能量的X射線輻照黑花生種子，并在光照培養箱中培養，待其長出真葉后，提取PPO，測定PPO的活性。結果表明，PPO活性總體上隨X射線激勵電壓的增大先增大后減小，隨輻照時間的增加先增大后減小。經過X射線輻照處理后大部分處理的PPO活性要小于對照組。

關鍵詞：黑花生紫1F4；X射線；多酚氧化酶（PPO）活性； 輻照

中圖分類號：S565.2；Q506；Q544+.1 文獻標識碼： A 文章編號：0439-8114（2013）19-4589-02

多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）是自然界中分布極廣的一種金屬蛋白酶，普遍存在于植物、真菌、昆蟲的質體中，甚至在土壤中腐爛的植物殘渣上都可以檢測到多酚氧化酶的活性。由于其檢測方便，是被最早研究的幾類酶之一。1883年Yoghid發現日本漆樹液汁變硬可能和某種活性物質相關，1938年Keilin和Mann研究了蘑菇多酚氧化酶的提取和純化，得到多酚氧化酶并將這類酶稱為Polyphenol oxidase。由于其能有效催化多酚類化合物氧化形成相應的醌類物質，因此被認為是導致酶促褐變反應的主要因素[1]。多酚氧化酶與植物的抗逆性有關，可以增加植物對病原體的抗性[2]。目前，在各種有機酸對PPO活性的影響方面有較多的報道，如Dedeoglu等[3]發現草酸能抑制蘑菇PPO活性；Nirmal等[4]報道了阿魏酸可以抑制PPO的活性從而改善冷藏過程中果蔬的品質；烷基苯甲酸對馬鈴薯的PPO也有明顯的抑制作用[5]；檸檬酸是食品工業中常用的一種護色劑，對PPO具有明顯的抑制作用，Jiang等[6]發現檸檬酸能夠明顯抑制荔枝的PPO活性，Demir等[7]發現蘋果PPO也能被檸檬酸抑制，Wuyts等[8]報道檸檬酸對香蕉PPO同樣具有抑制作用。花生是我國重要的經濟作物，提高花生植株的抗逆性及花生的產量、質量等是一個重要的課題。因此，對黑花生種子進行X射線輻照處理后提取真葉的PPO并對其PPO活性進行研究，有利于開展黑花生的育種工作。

1 材料與方法

1.1 材料

PC-1600紫外光譜儀（上海美譜達公司）；CM-5分光測色儀（日本柯尼卡美能達公司）；高速離心機，手提式X射線透射儀。以黑花生紫1F4為試驗材料。

1.2 種子處理

把黑花生紫1F4種子分為30組分別放在激勵電壓為45、50、55、60、65 kV的X射線下，種子胚部朝向束流方向且單層排列分別處理1、2、3、4、5、6 min后種植，長出真葉備用。

1.3 PPO提取

1.4 PPO活性測定

2 結果與分析

2.1 不同X射線激勵電壓下PPO活性與輻照時間的關系

2.2 不同輻照時間下PPO活性與X射線激勵電壓的關系

3 結論

在X射線激勵電壓為60 kV，輻照時間為5 min時黑花生紫1F4葉片中PPO活性最大，為559.8 U。在X射線激勵電壓為65 kV，輻照時間為3 min時PPO活性最低，為145.8 U。從試驗結果可以看出，PPO活性隨處理條件的變化沒有明顯的線性關系，但是總體上隨著X射線激勵電壓的增大PPO活性先增大后減小，隨著輻照時間的增加PPO活性先增大后減小。經過X射線輻照處理后大部分處理組的PPO活性要小于對照組。隨著處理條件的變化PPO活性變化有較大的波動，當X射線激勵電壓較大時，PPO活性較低，這可能是因為X射線能量過高會引起分子的極化，使電子躍遷至高能級引起電離，促使化學反應發生，從而損害了DNA的結構，影響了PPO的表達，使得PPO的活性降低。

參考文獻：

[1] BHATTACHARYA M， LUO Q， CORKE H. Time-dependent changes in dough color in hexaploid wheat landraces differing in polyphenoloxidase activity[J]. J Agric Food Chem，1999，47（9）：3579-3585.

[2] 謝春艷，賓金華，陳兆平.多酚氧化酶及其生理功能[J].生物學通報，1999，34（6）：11-13.

[3] DEDEOGLU N， GULER O O. Differential in vitro inhibition of polyphenoloxidase from a wild edible mushroom Lactarius salmonicolor[J]. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry，2009，24（2）：464-470.

[4] NIRMAL N P， BENJAKUL S. Effect of ferulic acid on inhibition of polyphenoloxidase and quality changes of Pacific white shrimp （Litopenaeus vannamei） during iced storage[J]. Food Chemistry，2009，116（1）：323-331.

[5] LIN M， KE L， HAN P， et al. Inhibitory effects of P-alkylbenzoic acids on the activity of polyphenoloxidase from potato （Solanum tuberosum）[J]. Food Chemistry，2010，119（2）：660-663.

[6] JIANG Y M， FU J R， ZAUBERMAN G， et al. Purification of polyphenoloxidase and the browning control of litchi fruit by glu-tathione and citric acid[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture，1999，79（7）：950-954.

[7] DEMIR H， YORUK I H， SAVRAN A， et al. Purificiation and some properties of polyphenoloxidase from van apple （Golden Delicious）[J]. Asian Journal of Chemistry，2006，18（1）：475-480.

[8] WUYTS N， DE WAELE D， SWENNEN R. Extraction and partial characterization of polyphenoloxidase from banana （Musa acuminata Grande naine） roots[J]. Plant Physiology and Biochemistry，2006，44：308-314.

[9] LIU W， LIU J H， LIU C M， et al. Activation and conforma-tional changes of mushroom polyphenoloxidase by high pressure microfluidization treatment[J]. Innovative Food Science and Emerging Technologies，2009，10（2）：142-147.