1—甲基環丙烯控制采后‘油木奈’果實腐爛與抗病相關酶誘導的關系

李輝 林毅雄 林河通 袁芳 林藝芬 陳藝暉

摘 要 探討1-甲基環丙烯（1-MCP）對采后‘油木奈果實腐爛的控制與抗病相關酶誘導的關系。采后‘油木奈果實用0（對照）和1.2 μL/L的1-MCP處理12 h后，在（25±1）℃下貯藏。貯藏期間定期測定腐爛率、抗病相關酶如幾丁質酶、β-1，3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）等活性的變化。研究結果表明：與對照果實相比，1-MCP處理能有效降低‘油木奈果實腐爛率，提高幾丁質酶、β-1，3-葡聚糖酶、PPO和POD的活性。因此認為，1-MCP控制采后‘油木奈果實的腐爛與抗病相關酶活性的升高有關，抗病性誘導是1-MCP控制采后‘油木奈果實腐爛的重要原因之一。

關鍵詞 油木奈；果實；1-甲基環丙烯；采后腐爛；控制；抗病相關酶；誘導

中圖分類號 TS255.4；S662.3 文獻標識碼 A

木奈（Prunus salicina Lindl.）又稱桃形李、歪嘴李和柰李，屬薔薇科（Rosaceae）李屬（Pruns），是中國南方的一種特色水果。木奈果桃形李實，外形似桃，又具李之內涵，兼有桃、李之風味。因此，木奈又被稱為“桃夾李”。木奈果實果大肉厚、甜酸適口、營養豐富、可食率高，深受消費者歡迎，是國內外市場暢銷的名貴果品。但木奈果屬于呼吸躍變型果實，其果實成熟于7月下旬至8月上旬，正值盛夏高溫時節，果實采后生理代謝旺盛，在常溫下極易后熟軟化和腐爛變質，引起極大的采后損失。因此，研究木奈果采后保鮮貯運具有重要的理論和實踐意義。

1-甲基環丙烯（1-methylcyclopropene，簡稱1-MCP）是一種新型乙烯受體抑制劑，具有無毒、高效、安全等優點，目前被廣泛應用于桃、杏等呼吸躍變型果實的保鮮，能有效控制其后熟軟化和腐爛，延長果實保鮮期[1-2]。近年來的研究結果發現，1-MCP能夠誘導桃、杏等果實的采后抗病性，有效降低采后病害和腐爛的發生[1-2]。例如，1-MCP能有效控制由擴展青霉（Penicillium expansum）引起的桃果實采后腐爛[1]、增強采后杏果實的抗病性而減少腐爛的發生[2]。但也有報道認為，1-MCP對葡萄、柑桔、草莓等果實采后病害和腐爛的控制效果不明顯[3-5]。例如，1-MCP對控制由指狀青霉（Penicillium digitatum）引起的采后葡萄果實腐爛沒有顯著影響；此外，1-MCP加速了由指狀青霉（P. digitatum）引起的柑桔果實采后腐爛[4]和草莓果實采后病害[5]。由此看來，1-MCP對采后果實腐爛和病害的影響因果樹品種不同而異。前期的研究結果表明，1-MCP處理可減少‘油木奈果實腐爛[6]。目前還未見有關1-MCP控制采后木奈果實腐爛與抗病相關酶誘導關系的相關研究報道。筆者以福建省主栽品種‘油木奈（Prunus salicina Lindl. cv. Younai）果實為材料，研究1-MCP處理對采后‘油木奈果實腐爛及抗病相關酶活性的影響，以期為生產上應用1-MCP處理控制采后‘油木奈果實腐爛、延長其保鮮期提供科學依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試‘油木奈果實采自福建省古田縣科技示范果園，在果實約9成熟時采收，當天運至福建農林大學農產品產后技術研究所食品貯藏保鮮實驗室。試驗所用果實要求大小均勻、果形端正、色澤一致、無機械傷和病蟲害。先用60 mg/L的ClO2溶液浸泡5 min對果實進行殺菌消毒，晾干后進行以下處理：（1）1-MCP處理：本試驗所用1-MCP為紙片型的安喜布，由臺灣利統股份有限公司提供。前期研究結果表明，25 ℃時1-MCP處理‘油木奈果實適宜的濃度為1.2 μL/L，時間為12 h[6]。因此，本試驗選取1-MCP的處理濃度為1.2 μL/L。果實裝入體積約0.04 m3的泡沫箱后，根據處理濃度裁取適宜大小的紙片型1-MCP，將其用蒸餾水噴濕后平鋪于果實上，迅速將泡沫箱密封，并在（25±1）℃下處理12 h。（2）對照（CK）：果實放入體積約0.04 m3的泡沫箱內，在（25±1）℃下密閉12 h。處理好的果實用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋包裝，每處理重復3次，每個處理50袋，每袋裝果10個，之后在（25±1）℃，相對濕度90%條件下貯藏，貯藏期間每隔3 d取樣觀察果實腐爛率和測定相關指標。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 腐爛率的測定 貯藏期間定期隨機取樣2袋（20個果實），通過肉眼觀察評價‘油木奈果實貯藏期間的腐爛率。當果實可見腐爛區域超過1 mm寬，就被認為是腐爛果，腐爛率/%=（腐爛果數/貯前總果實數）×100。

1.2.2 幾丁質酶活性的測定 參照Zheng等[7]的方法測定幾丁質酶活性。

1.2.3 β-1，3-葡聚糖酶活性的測定 參照Zheng等[7]的方法測定β-1，3-葡聚糖酶活性。

1.2.4 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的測定 參照曹建康等[8]的方法測定苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性。

1.2.5 多酚氧化酶（PPO）活性的測定 參照Yang等[9]的方法測定多酚氧化酶（PPO）活性。

1.2.6 過氧化物酶（POD）活性的測定 參照Yang等[9]的方法測定過氧化物酶（POD）活性。

1.3 數據分析

各指標測定均重復3次，數據采用SPSS 16.0 數據分析軟件進行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比較法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 1-MCP處理對‘油木奈果實腐爛率的影響

由圖1可知，‘油木奈果實的腐爛率隨采后貯藏時間的延長而增加，但不同處理的變化幅度不同。其中，對照和經1-MCP處理的果實在貯藏0～3 d內都保持完好，第6天開始出現不同程度的腐爛，貯藏9～18 d內，對照果實腐爛率快速增加，而經1-MCP處理的果實較快增加。進一步比較發現，在貯藏6～18 d內的同一貯藏時期，經1-MCP處理的果實腐爛率都低于對照果實。如貯藏至18 d時，經1-MCP處理的果實腐爛率為32%，而對照果實的腐爛率為52%，兩者間差異顯著（p<0.05）。以上研究結果表明，1-MCP處理能有效降低貯藏期間果實的腐爛。

2.2 1-MCP處理對‘油木奈果實幾丁質酶活性的影響

由圖2可知，貯藏0～15 d內，對照和經1-MCP處理的‘油木奈果實幾丁質酶變化趨勢基本一致。其中，貯藏0～3 d內快速下降，3 d時酶活性分別降至0 d時的47.1%和64.4%，3～9 d內較快上升，并在第9天時活性達到高峰，此時1-MCP處理果實幾丁質酶活性比對照高出10.6%，9～12 d內又快速下降，12～15 d內有所回升，15 d后對照果實的幾丁質酶活性有所下降，而經1-MCP處理的果實幾丁質酶活性急速升高。進一步比較發現，在整個貯藏期間的同一貯藏時期，經1-MCP處理的果實幾丁質酶活性均高于對照果實，且二者之間差異顯著（p<0.05）。以上研究結果表明，1-MCP處理誘導了‘油木奈果實貯藏期間幾丁質酶的活性，增強了抗病性。

2.3 1-MCP處理對‘油木奈果實β-1，3-葡聚糖酶活性的影響

由圖3可知，‘油木奈果實β-1，3-葡聚糖酶活性在采后貯藏期間總體呈先上升后下降的趨勢，都在貯藏第12天時活性達到高峰。進一步比較發現，在整個貯藏期間的同一貯藏時期，經1-MCP處理的果實β-1，3-葡聚糖酶活性均高于對照果實。如貯藏至12 d時，對照和經1-MCP處理的果實β-1，3葡聚糖酶活性分別為3.60 U/g FW和4.15 U/g FW，二者間差異顯著（p<0.05）。以上研究結果表明，1-MCP處理誘導了‘油木奈果實貯藏期間β-1，3-葡聚糖酶的活性。

2.4 1-MCP處理對‘油木奈果實PAL活性的影響

由圖4可知，對照和經1-MCP處理的果實PAL活性在貯藏期間變化趨勢基本一致，總體呈下降、上升再下降的趨勢。其中，對照果實PAL活性在貯藏0～3 d內快速下降，3～6 d內有所回升，6～12 d內快速下降，并在第12天時降到最低值，此時酶活性為初始值的25.69%，12～15 d內急劇升高至約0 d時的水平，之后又快速下降。而經1-MCP處理的果實PAL活性在貯藏0～3 d內快速下降，3～9 d內較快下降，9 d時降至最低值，此時酶活性為0 d時的19.42%，9～12 d內略有上升，12～15 d內迅速升高，并在第15天時達到峰值，此時酶活性為同期對照的62.56%，之后快速下降。進一步比較發現，經1-MCP處理的果實PAL活性顯著（p<0.05）低于對照果實，說明1-MCP處理抑制了‘油木奈果實貯藏期間PAL的活性。

2.5 1-MCP處理對‘油木奈果實PPO活性的影響

由圖5可知，對照果實PPO活性在貯藏0～3 d內較快上升，3～6 d內變化不大，6～12 d內持續快速上升，12～15 d內較快下降，之后回升至12 d時的水平。而經1-MCP處理的果實PPO活性在貯藏至3 d和9 d時出現酶活性高峰，分別為同期對照的1.75和1.52倍，9～12 d內快速下降，12～15 d內基本不變，之后快速下降，18 d時PPO活性為同期對照果實的70%。進一步比較發現，經1-MCP處理的果實PPO活性在貯藏前期（0～9 d）高于對照果實，說明1-MCP處理對PPO具有一定的激活作用。

2.6 1-MCP處理對‘油木奈果實POD活性的影響

由圖6可知，‘油木奈果實POD活性隨貯藏時間的延長總體呈下降趨勢。其中對照果實POD活性在0～3 d內急劇下降，3～6 d內變化不大，6～9 d內有所上升，9～12 d內緩慢下降，之后變化不大。而1-MCP處理的果實POD活性在0～3 d內急劇下降，3～6 d快速上升，在貯藏第6 天時POD活性達到一個小高峰，之后持續下降。進一步比較發現，在貯藏3～12 d內，經1-MCP處理的果實POD活性均高于對照果實，且二者間差異顯著（p<0.05），說明1-MCP處理誘導了‘油木奈果實貯藏前期POD活性的升高。

3 討論與結論

果蔬遭受病原菌的侵染后，并非被動接受，而是會積極作出一系列的防衛反應，通過多種方式抵御病原物的侵染，包括抗菌物質（如酚類）和植保素的合成和積累、參與酚類物質合成的PAL、POD等酶的誘導合成及病程相關蛋白，如幾丁質酶、β-1，3-葡聚糖酶活性的增強等。

病程相關蛋白是植物遭受病原菌侵染、機械傷或逆境脅迫刺激后產生的一類防御蛋白。幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶分別屬于PR-3和PR-2家族的病程相關蛋白，在高等植物體內普遍存在。幾丁質酶和β-1，3葡聚糖酶活性的增高是植物遭受病原物侵染后表現出的一種抗性反應。幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶可以直接作用于病原物真菌，降解細胞壁物質幾丁質和β-1，3-葡聚糖，破壞其結構，所以具有直接的抗菌作用。前人的研究結果表明，幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶在枇杷、楊梅和芒果果實的采后抗病性中起重要作用[10-12]。本研究結果表明，1-MCP處理可誘導‘油木奈果實幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的升高，且在貯藏期間一直保持在較高水平（圖2、圖3），同時果實的腐爛指數顯著低于對照（圖1），說明1-MCP控制‘油木奈果實采后腐爛與誘導果實幾丁質酶和β-1，3葡聚糖酶活性的升高密切相關。病程相關蛋白在細胞中的分布不同，通常情況下，酸性蛋白位于細胞間隙中，而幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶等堿性蛋白主要位于液泡中。貯藏后期由于細胞衰老或病原菌的侵染等細胞膜結構的破壞，細胞結構的區室化結構喪失，位于液泡內的幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶可釋放出來，直接對病原真菌細胞壁發生降解作用，而病原物侵染刺激可誘導幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶活性的升高，這可能是貯藏后期對照和1-MCP處理果實幾丁質酶和β-1，3-葡聚糖酶活性升高的原因。

酚類物質是植物體內普遍存在的一類重要的次生代謝產物，也是植物體內的天然抗病性物質，能夠抑制病原菌的侵染。酚類物質的合成主要通過莽草酸途徑和苯丙烷途徑。PAL是苯丙烷代謝途徑的第一個酶，也是關鍵酶和限速酶。PAL參與酚類、植保素和木質素等抗病性物質的生物合成，因此PAL活性可以反映植物的抗病性。前人的研究結果表明，果實抗病性的增加與PAL活性增強有關[13-15]。但本研究結果發現，1-MCP處理降低了PAL活性（圖4），這可能是由于PAL的產生某種程度上與乙烯作用有關。衰老或逆境脅迫下，外源或內源乙烯的產生可能會增強PAL活性[16]，而1-MCP處理降低了乙烯的生成，這可能導致了PAL活性較低。此外，PAL是酚類物質生物合成的關鍵酶，當植物組織遭受了機械損傷或微生物侵染，PAL活性會增加，PAL活性較低也意味著1-MCP處理降低了‘油木奈果實的發病率。

PPO和POD都是植物體內重要的防御反應相關酶，它們都能被病原微生物侵染所誘導。PPO能將一些酚類物質氧化生成醌類物質，醌類物質再經非酶聚合反應形成黑色素等深色物質，對入侵的微生物有高毒性。在H2O2存在的條件下，POD也能氧化酚形成醌，參與黑色素物質的生成。此外，POD還是抗病性物質木質素和植保素合成的關鍵酶。可見，PPO和POD在植物的抗病性中起著重要作用。前人研究結果表明，PPO和POD活性的增加可增強果實的抗病性[17-18]。本研究結果發現，1-MCP處理可誘導‘油木奈果實PPO和POD活性的升高，且在貯藏期間一直保持在較高水平（圖5、圖6），說明1-MCP控制‘油木奈果實采后腐爛與誘導果實PPO和POD活性上升也有密切相關。

綜上所述，果實的抗病性與后熟衰老密切相關，1-MCP處理可以有效降低‘油木奈果實的腐爛，1-MCP誘導的抗病性可能與幾丁質酶、β-1，3-葡聚糖酶、PPO和POD等抗病相關酶活性的增加及1-MCP通過抑制乙烯延緩果實的后熟衰老，從而保持較高的對病原菌的防御能力有關，誘導和提高抗病性是1-MCP處理控制‘油木奈果實采后腐爛的重要作用機理之一。

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