乙酰膽堿對庫爾勒香梨果實品質的影響試驗*

任曉燕，王　巖，寇　彬（兵團第二師農業科學研究所，新疆　鐵門關　841005）

乙酰膽堿對庫爾勒香梨果實品質的影響試驗*

任曉燕，王巖，寇彬
（兵團第二師農業科學研究所，新疆鐵門關841005）

摘要：以庫爾勒香梨為試驗材料，研究了乙酰膽堿對庫爾勒香梨過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、細胞及對果實品質的影響。結果表明，噴施乙酰膽堿抑制了POD、PPO、PAL的活性，使石細胞團的直徑減小，密度和含量降低，可溶性固形物、可滴定酸的含量提高，但同時也使果實硬度降低。乙酰膽堿的施用濃度以50 mg/L效果最佳。

關鍵詞：庫爾勒香梨；乙酰膽堿；過氧化物酶；多酚氧化酶；苯丙氨酸解氨酶

乙酰膽堿在植物的代謝、生長和發育中具有調控作用，其作用機理除參與調節膜對離子的通透性外，可能還涉及對植物體內某些酶活性的調控。POD、PPO、PAL是果實中酚類代謝的關鍵性酶。酚類物質的其中一類——苯丙烷衍生物與梨果實品質的關系最為密切，石細胞的形成、細胞壁的木質化、果實的組織褐變都與之有關，而PAL是整個苯丙烷類代謝的第一個關鍵酶，PAL活性影響木質素的含量，而木質素是石細胞的主要成分，因此，石細胞的含量與PAL、PPO、POD活性呈顯著正相關[1]。梨果實石細胞是衡量果實品質的一個重要指標，本研究將乙酰膽堿用于對POD、PPO、PAL活性的調節，探討其調節作用對庫爾勒香梨石細胞及其品質的關系。

1　材料與方法

1.1試驗材料

庫爾勒香梨，采于第二師二十九團園3連8年生初結果庫爾勒香梨園，“3 + 1”樹形。砧木為杜梨，田間管理水平一致，庫爾勒香梨樹生長勢較一致，管理水平良好。

1.2試驗方法

采用單株小區法，分別于初花期、盛花期、末花期對樹體噴施乙酰膽堿，處理濃度為10 mg/L、50 mg/L和100 mg/L，每個處理重復3次。對照噴等量清水。

1.3測定內容與方法

試驗于9月上旬采收果品，將各樣品標號后，包裝好帶入實驗室。經過5 d的后熟后對果實品質的各項指標進行測定。

測定內容：POD、PPO、PAL活性，石細胞團的直徑、密度和含量，果實硬度，可溶性固形物和可滴定酸含量。

1.3.1過氧化物酶（POD）活性的測定[2]

POD的提取：取梨果肉0.5 g，加入經4℃低溫預冷的Tis - HCI緩沖液5.0 mL（pH7.2），冰浴研磨，勻漿于4 000 rpm 4℃下離心10 min，上清液即為酶提取液。

POD活性測定：加入2.5 mL的磷酸檸檬酸緩沖液（pH5.0），再加入0.3 mL3%的雙氧水、0.3 mL2%的愈創木酚，加入0.3 mL的酶液后，于分光光度計上測定470 nm的吸光度值，酶活性以每毫升酶液每分鐘的吸光度值變化0.001為1個酶活性單位，對照用0.3 mL蒸餾水代替3%雙氧水。

1.3.2多酚氧化酶（PPO）活性的測定[2]

PPO的提取：取果肉0.5 g，加入0.05 mol/L磷酸緩沖溶液（pH6.8）5 mL，在研缽中充分研磨，于4℃預冷30 min后，轉入離心管中，4 000 rpm離心15 min，上清液即為酶提取液。

PPO活性測定：取0.1 mL酶提取液，加入2.4 mL 0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH6.5），然后再加入0.5 mL 20 mmol/L鄰苯二酚（用0.05 mol/L的磷酸緩沖液配制），在410 nm波長下測定吸光度值，每樣品重復3次，酶活性以每分鐘吸光度值變化0.001為1個酶活性單位。

1.3.3苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測定[3]

PAL的提取：取梨果肉2 g，加4 mL 0.05 M巰基乙醇和0.5 g聚乙烯吡咯烷酮，以及少量石英砂，在研缽中研磨，勻漿于10 000 rpm離心15 min，上清液即為酶液。

PAL活性測定：取1 mL 0.02 M苯丙氨酸（對照不加底物，以l mL 0.1 M的硼酸緩沖液代之）再加入2 mL硼酸鹽緩沖液，加入l mL酶液，搖勻，在290 nm測光度值，半小時后再測1次，以每小時OD值增加0.01為1個酶活性單位。

1.3.4石細胞團大小和密度的測量

用徒手切片法[4]制作梨果肉切片，切片材料經1 N的HCL處理后用0.1%的間苯三酚染色[5，6]，在光學顯微鏡下放大100倍觀察石細胞在果肉中的大小和密度。

1.3.5石細胞含量的測定

梨果實采用四分法取樣。近果皮部位取離果皮0.2 cm處果肉，果中部取離果心和果皮等距離處果肉，近果心部位取離果心0.2cm厚的果肉。每品種果肉各取3份。每份100g，放入塑料袋中。置于-20℃低溫冰箱中過夜，次日取出，待解凍后加水約100 mL，用組織搗碎機（1 000～1 500 rpm/min）搗碎1 min，取出放入800 mL的大燒杯中，加約200 mL水，用玻璃棒攪拌，靜置片刻，使石細胞下沉，然后倒出上層果肉渣，反復5～6次，最后呈現在下面的是顆粒完整的石細胞，在80℃的烘箱中烘干，然后分別稱重[7]。

1.3.6果實硬度、可滴定酸、可溶固形物的測定

果實硬度用硬度計測定，可滴定酸含量用滴定法測定，可溶固形物含量利用折光儀測定。

2　結果與分析

2.1噴施乙酰膽堿對POD活性的影響

圖1　噴施乙酰膽堿對POD活性的影響

如圖1所示，與對照相比，噴施10mg/L、50mg/L、 100 mg/L乙酰膽堿后，對庫爾勒香梨果實整個發育期的POD活性均有一定的抑制作用。通過數據可以看出，3個處理的平均值基本都低于對照，但不同濃度處理對POD活性的影響差別不大。

2.2噴施乙酰膽堿對PPO活性的影響

如圖2所示，與對照相比，噴施10mg/L、50mg/L、100 mg/L乙酰膽堿后，對庫爾勒香梨果實整個發育期的PPO活性均有一定的抑制作用。通過數據可以看出，3個處理的平均值都低于對照，乙酰膽堿50 mg/L濃度處理抑制作用稍強。

圖2　噴施乙酰膽堿對PPO活性的影響

2.3噴施乙酰膽堿對PAL活性的影響

如圖3所示，與對照相比，噴施10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L乙酰膽堿后，對庫爾勒香梨果實整個發育期的PAL活性均有一定的抑制作用。通過數據可以看出，3個處理的平均值都低于對照，以乙酰膽堿50 mg/L濃度處理抑制作用最強。

圖3　噴施乙酰膽堿對PAL活性的影響

2.4噴施乙酰膽堿對石細胞直徑、密度、含量的影響

圖4　噴施乙酰膽堿對石細胞直徑的影響

試驗表明，噴施乙酰膽堿的部分處理能夠使石細胞的直徑減小，密度和含量降低。如圖4、圖5、圖6所示，與對照相比，3種不同濃度的乙酰膽堿對庫爾勒香梨石細胞的直徑、密度和含量都有一定的影響。通過數據可以看出，3個處理的平均值基本都低于對照，以乙酰膽堿50 mg/L濃度處理對石細胞的直徑、密度和含量的影響最為明顯。

圖5　噴施乙酰膽堿對石細胞密度的影響

圖6　噴施乙酰膽堿對石細胞含量的影響

2.5噴施乙酰膽堿對果實其他品質的影響

如圖7所示，乙酰膽堿不同濃度處理對庫爾勒香梨硬度都有一定的影響。其中乙酰膽堿50 mg/L濃度處理使庫爾勒香梨硬度下降。

圖7　噴施乙酰膽堿對果實硬度的影響

圖8　噴施乙酰膽堿對果實可溶性固形物的影響

如圖8所示，乙酰膽堿不同濃度處理對可溶性固形物含量的影響不大，可溶性固形物的值基本都在12.5～13.0之間，其中乙酰膽堿50 mg/L濃度處理的可溶固形物最高。

圖9　噴施乙酰膽堿對果實可滴定酸含量的影響

如圖9所示，乙酰膽堿對庫爾勒香梨可滴定酸含量都有一定的影響，且可滴定酸含量與對照相比都有所提高，但不同濃度處理對可溶固形物含量的影響差別不大。

3　小結

梨的石細胞是薄壁組織細胞通過細胞壁次生加厚發育而來的，石細胞團的直徑大小、在果實中的分布密度及其含量與其果肉質地有直接的關系。石細胞的生物合成是通過苯丙烷類代謝途徑進行的，POD、PPO、PAL在代謝中起了關鍵的作用，石細胞含量隨著3種酶的活性增加而增加，因此，在果樹栽培中，任何可以抑制這些酶活性的技術措施都影響石細胞的形成。試驗表明，噴施50 g/L的乙酰膽堿，對POD、PPO、PAL活性抑制和石細胞的抑制作用表現出較高的一致性，它提高了可溶性固形物的含量，提高了可滴定酸的含量，使風味變好，但降低了果實硬度，影響了耐貯性，這是不足之處。其內在機理和彌補措施還需進一步研究。

參考文獻

[1]劉艷，魯曉燕，黃學東，等.梨石細胞含量與PAL活性和果實硬度的相關性研究[J].新疆農業科學，2011，48（9）：1597-1601.

[2]沈顯生，尹路明.植物生物學試驗[M].北京：中國技術大學出版社，2003：33.

[3]劉小陽，李玲，宗梅.梨果實石細胞含量分布及其對梨品質的影響[J].安徽農業大學學報，2004，31（1）：104-106.

[4]李正理.植物制片技術[M].北京：科學出版社，1978：23-35.

[5]劉慶華.梨果肉石細胞的形態結構與果實品質的關系[J].萊陽農學院學報，1992，9（4）：252-255.

[6]陳阜東.植物簡易實驗觀察[M].北京：科學出版社，1985.

[7]吳少華，沈德緒.梨果肉石細胞含量的分析方法[J].中國果樹，1985（3）：50.

收稿日期：2015—12—25

*基金項目：兵團青年科技創新資金專項“不同生長調節劑對庫爾勒香梨果實品質的影響”（2012CB005）；兵團科技計劃項目“庫爾勒香梨種質資源保存利用與新品種選育區域創新團隊”（2013CC006）。