多酚氧化酶抑制劑對絹毛相思切葉的保鮮效應

2014-07-05 11:40:38劉季平李紅梅冼錫金何生根

湖北農業科學 2014年5期

劉季平　李紅梅　冼錫金　何生根

摘要：以絹毛相思（Acacia holosericea）切葉為試驗材料，用多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）抑制劑乙基間苯三酚（4-hexylresorcinol，HR）、環庚三烯酚酮（Tropolone，TP）和焦亞硫酸鈉（Sodium metabisulfite，SM）預處理5 h后再進行瓶插，觀測切葉的瓶插壽命、鮮重、吸水量、失水量和水分平衡值的變化，研究PPO抑制劑對絹毛相思切葉瓶插壽命和水分關系的影響。結果表明，與對照相比，適宜的PPO抑制劑預處理可有效改善絹毛相思切葉的水分吸收并維持其鮮重，延長其瓶插壽命，其中以5.0 mmol/L HR處理的效果最為突出，比對照延長瓶插壽命達3.9 d。

關鍵詞：絹毛相思（Acacia holosericea）；切葉；多酚氧化酶（PPO）；抑制劑；瓶插壽命

中圖分類號：S681.5 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）05-1153-03

切花（葉）是鮮活的園藝產品，采后良好的水分關系是決定其觀賞品質和壽命的主要因素[1-3]。然而大多數切花（葉）采后易發生莖堵塞（Stem blockage）現象，并嚴重影響花枝的水分吸收和輸導，造成水分代謝失衡，導致其觀賞壽命的降低或喪失[4]。切花采后莖堵塞的發生機制復雜、多樣，目前大致可以歸納為微生物堵塞（Bacterial blockage）、空氣堵塞（Air blockage）以及采切創傷引起的生理性堵塞（Physiological blockage）3種。通過在切花瓶插液中加入殺菌劑及切花在水中重新剪切可不同程度地減輕微生物堵塞和空氣堵塞的發生，而生理性堵塞與采切創傷所誘發的愈合反應密切相關[3， 5-7]。已有研究表明，采切創傷可誘導參與植物防衛機制相關酶活性的增強，從而引起一系列相關物質（如酚類物質、木質素、木栓質等）在切花切口及鄰近部位的聚集，導致水分的吸收和運輸受阻，其涉及復雜的生理機制[4-6]。

酚類（Phenols）是普遍存在于植物體內的次生代謝物質。已有研究表明，經機械損傷處理后，植物中酚類含量均明顯增加，并認為它們的產生可以阻止病原體侵染和加快傷口愈合[8-10]。植物受創傷后的酚類代謝主要涉及一系列酶參與的酚類合成與氧化過程，其中多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）被認為是酚類氧化的關鍵酶。近年來研究報道了部分切花如菊花[4]、蠟花[11]和寒丁子[12] 等，經PPO抑制劑處理后可改善其采后水分吸收和運輸，并延長其觀賞壽命。

絹毛相思（Acacia holosericea）屬于含羞草科（Mimosaceae）金合歡屬（Acacia）植物，主要分布在澳大利亞北部地區，在我國一些地區也有栽種。金合歡屬的一些品種，如Acacia baileyana、Acacia dealbata和Acacia retinodes等已在澳大利亞和歐洲作為切葉進行生產和銷售。絹毛相思的葉狀柄較大，上面覆有銀色的絨毛，觀賞價值高，被認為是一種很有潛力的新型切葉植物[3，13]。不過，該切葉采后易于發生水分虧缺引起的萎蔫現象，瓶插壽命偏

短[3，13]。本試驗初步探討了PPO抑制劑乙基間苯三酚（HR）、環庚三烯酚酮（TP）和焦亞硫酸鈉（SM）預處理對絹毛相思切葉瓶插壽命和水分關系的影響，以期為進一步研究探討切花（切葉）采后酚類代謝的調控及PPO抑制劑在切花（切葉）保鮮上的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和試劑

絹毛相思鮮切葉采于澳大利亞昆士蘭大學Gatton校區試驗花場。采后置于裝有去離子水的塑料桶中，用PE袋包裹材料露出部分，避免水分過多散失和受到污染，并在1 h內運至采后試驗室復水。挑選發育狀況一致、健壯無病蟲害的切葉在去離子水中平切其基部，使葉枝總長度約為40 cm，并保留6～8個葉片備用。

乙基間苯三酚、環庚三烯酚酮和焦亞硫酸鈉均為分析純（美國Sigma-Aldrich公司）。

1.2 試驗方法

基于前期預備試驗的結果，選擇3種PPO抑制劑各2個預處理濃度，其中HR和SM濃度為5.0和10.0 mmol/L，TP濃度為2.5和5.0 mmol/L，以去離子水為對照。將修剪好的絹毛相思切葉莖基部分別置于不同濃度的3種PPO抑制劑預處理液中5 h，然后單枝插入盛有200 mL去離子水的塑料瓶中，瓶口用保鮮膜覆蓋，以防止水分蒸發，隨機擺放在人工氣候室試驗臺。瓶插環境的溫度為（25 ± 2）℃，濕度（60 ± 10）%，光照周期為12 h光照 / 12 h黑暗。

1.3 瓶插指標的測定

切葉瓶插壽命的判定，參照參考文獻[3]的方法進行。瓶插期間每天觀察記錄絹毛相思切葉外觀品質的變化，瓶插壽命的終止以50%葉片失水萎焉為準，每處理8個重復。分別測定瓶插期間各處理切葉塑料瓶 + 瓶插液的重量（記為F），塑料瓶+切葉 +瓶插液的重量（記為G），計算切葉的鮮重變化率、吸水量、失水量和水分平衡值。

鮮重變化率 = 瓶插第n天的鮮重 / 初始重量 × 100%

瓶插第n天的吸水量=Fn-Fn-1

瓶插第n天的失水量=Gn-Gn-1

瓶插第n天的水分平衡值=瓶插第n天吸水量-瓶插第n天失水量

1.4 數據統計與分析

瓶插壽命用平均值±標準差表示，并用Duncans新復極差法（P<0.05）進行顯著性檢驗；鮮重變化率、吸水量、失水量和水分平衡值用平均值表示，并采用最小顯著差數法（Least significance difference，LSD）進行顯著性比較。所有數據均采用DPS 9.50數據處理系統軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 PPO抑制劑預處理對絹毛相思切葉瓶插壽命的影響

由表1可知，與對照去離子水相比，不同濃度的3種PPO抑制劑預處理均可不同程度地延長絹毛相思切葉的瓶插壽命，其中以5.0、10.0 mmol/L HR預處理的效果最為突出，瓶插壽命分別達到10.5、9.7 d，其次為2.5、5.0 mmol/L TP預處理，經二者處理的瓶插壽命均顯著長于對照和SM處理，但HR和TP處理之間以及二者的不同處理濃度之間的差異均不顯著。

2.2 PPO抑制劑預處理對絹毛相思切葉鮮重變化率的影響

由圖1可知，對照和3種PPO抑制劑預處理的絹毛相思切葉在整個瓶插期間鮮重變化率呈下降的趨勢，但各抑制劑處理的鮮重變化率均不同程度地高于對照，其中以5.0 mmol/L HR預處理的效果最為突出，該處理的鮮重變化率自瓶插第3 天開始就顯著高于對照和其他抑制劑處理。5.0 mmol/L的SM和TP預處理則分別自瓶插第5天和第6 天開始顯著高于對照，但二者之間的差異不顯著。

2.3 PPO抑制劑預處理對絹毛相思切葉吸水量、失水量和水分平衡值的影響

由圖2可知，對照和3種PPO抑制劑預處理的絹毛相思切葉在整個瓶插期間吸水量和失水量的變化呈先升后降的趨勢，但各抑制劑處理的吸水量和失水量均不同程度地高于對照，其中5.0 mol/L HR預處理的吸水量和失水量在瓶插第三天至第七天均顯著高于對照。另外，各抑制劑處理的絹毛相思切葉水分平衡值在大部分瓶插期間均高于對照，其中以5.0 mmol/L HR預處理的效果最佳。

3 小結與討論

生理性莖堵塞是切花（葉）采后發生的普遍現象，不少切花（切葉）采后即使浸于無菌溶液（含殺菌劑）中，但仍不能避免采后莖堵塞的發生，這與采切創傷引起的生理性愈合反應密切相關[4-6]。近年來有研究者認為，在切花（葉）生理性堵塞發生過程中涉及酚類代謝[4， 6， 11]。PPO在植物體中廣泛分布，是參與酚類物質氧化的關鍵酶[12， 14]。已有研究表明，PPO抑制劑HR和TP處理可延長寒丁子Van zijverden切花[12]和月季Red one切花[13]的瓶插壽命及延緩菊花Viking切花葉片的萎蔫[12]。本研究中也得到相似的結果，PPO抑制劑HR、TP和SM均可延長絹毛相思切葉的瓶插壽命，維持其鮮重，改善其水分吸收和維持水分平衡值。這些結果一方面表明，PPO可能參與絹毛相思切葉采切創傷后的愈合反應，進而造成生理性堵塞和吸水受阻，另一方面表明采用適宜的PPO抑制劑可在一定程度上抑制絹毛相思切葉創傷反應的發生并減輕生理性堵塞，進而改善水分吸收和運輸，最終延長絹毛相思的瓶插壽命。

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