一氧化氮對采后芒果果實抗氧化酶活性的影響

洪克前 徐函兵 張魯斌 賈志偉

摘要 以‘紅芒6號芒果（Mangifera indica L.‘Zill）為試材，研究采后一氧化氮（NO）對芒果果肉抗氧化酶活性和果實硬度的影響。結果顯示，與對照相比，100μmol/L硝普鈉（一氧化氮供體）處理保持了果肉組織中超氧化物歧化酶（SOD）活性，降低了多酚氧化酶（PP0）活性以及過氧化氫（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量，延緩了果實硬度的下降。表明NO可以有效減輕采后芒果果實氧化脅迫，進而延緩果實成熟。

關鍵詞 芒果果實：一氧化氮：抗氧化酶活性

中圖分類號 S667.7 文獻標識碼 A

芒果（Mangifera indica L.）是世界上最重要的熱帶水果之一，屬于呼吸躍變型果實，貯藏過程中，隨著呼吸速率加快，果實迅速變軟，進而導致果實快速腐爛。因此，延緩采后芒果的成熟進程，可以有效延長貯藏時間，提高果實品質。目前已有包括鈣處理，可食性涂膜，熱處理，1-甲基環丙烯（1-MCP），氣調和1-MCP結合氣調等多種技術和方法可以延緩采后芒果果實的成熟和衰老過程，但這些方法和技術存在成本高、耗時長和效果不穩定等局限性。因此，研究并開發新型高效、低毒和簡易的芒果采后成熟控制技術乃是當前面臨的問題。

一氧化氮（NO）作為一種具有多種功能的信號分子，參與了呼吸躍變型和非呼吸躍變型果實的成熟進程。采后施用外源NO推遲了許多園藝作物，包括草莓、鱷梨、芒果、楊梅、枇杷和水蜜桃等果實的成熟軟化。研究亦證實，NO對植物組織抗氧化酶活性有著重要影響。采用NO熏蒸處理雙孢蘑菇（Agaricus bisporus），顯著抑制了其組織內多酚氧化酶（PPO）活性，減輕褐變程度，提高了貯藏后期過氧化物酶（POD）活性，延緩了衰老，進而延長貨架期。NO熏蒸處理還抑制了芥蘭（Brassica alboglabra）采后超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性下降及丙二醛（MDA）含量的上升，因此提高了該產品的采后品質并延長其貨架期。雖然已有研究報道，NO處理可以延緩低溫貯藏（5±1）℃芒果果實的成熟進程，而關于NO對采后芒果果實抗氧化酶活性的影響尚未見相關報道。前期的研究也表明，NO同樣可以延緩常溫貯藏的芒果果實軟化，維持較高的可溶性固形物和維生素C含量，推遲可滴定酸下降，保持了較好的采后品質。在此基礎上，本實驗進一步研究NO對常溫貯藏芒果果實抗氧化能力的影響，以期為NO處理技術提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料

本研究田間試驗在廣西壯族自治區百色某一果園進行，供試芒果（Mangifera indica L.），品種為Zill，從果園選擇8年樹齡的芒果樹作為試材?；ê?30 d，選取大小相近、無病蟲害、無機械損傷的果實200個，分別采用蒸餾水（對照）和100 μmol/L硝普鈉（SNP，一氧化氮供體）浸泡30 min，然后室溫下晾30 min后裝入不封口的聚乙烯塑料袋（厚度為0.04 mm）中，每袋5個，20袋1組，置培養箱[（25±1）℃，90%～95%RH]中貯藏11 d。

1.2方法

1.2.1芒果果實硬度的測定 采用手持果實硬度計（FT-327UC果實硬度測試儀，Milano，意大利）測定芒果果實硬度，探頭直徑8mm，果實去皮后，每果實測其肩部3個點，平均值為該果的硬度（kg/m²）。

1.2.2芒果果實酶提取物的制備

每個處理隨機選10個果實，取其果肉共10g，加入預冷的25 mL（含0.5 g聚乙烯吡咯烷酮）提取緩沖液，勻漿，其中超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）提取緩沖液為50 mmol/L磷酸鈉，pH7.8；過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）提取緩沖液為100 mmol/L磷酸鈉，pH6.4；收集上清液用于酶活性分析。酶提取過程均在0～4℃下操作。

1.2.3測定指標與方法

可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法，SOD活性測定采用氮藍四唑法，以抑制氮藍四唑光化還原50%為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質表示；CAT活性測定采用H²O²法，測定240mm處OD值的變化，以OD₂₄₀每分鐘減少0.1為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質表示；POD活性測定采用愈創木酚法，測定470nm處OD值的變化，以OD₄₇₀每分鐘增加0.01為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質表示；PPO活性測定參照Tian等的方法；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸法，以μmol/gFW表示MDA含量；過氧化氫（H₂O₂）含量測定采用二甲酚橙法，以μmol/gFW表示H₂O₂含量。

1.3數據處理

試驗數據用Excel軟件采用最小顯著差數法（LSD）進行方差分析，檢驗差異顯著性，實驗重復3次。

2結果與分析

2.1 NO對芒果果實硬度的影響

果實硬度是評價果實成熟度的一個重要參數，圖1所示，對照和處理果實的硬度在貯藏前3天無明顯變化，此后，對照果實的硬度呈現下降趨勢，但處理果實的硬度下降速率低于對照果實。貯藏至7d，處理果實的硬度顯著高于對照果實，這種趨勢一直保持到貯藏期結束。

2.2 NO對芒果果實中SOD、CAT、POD和PPO活性的影響

SOD主要功能是將超氧陰離子催化為較穩定的H₂O₂，以維護細胞活性氧代謝的平衡。如圖2所示，隨著貯藏時間的延長，處理和對照果肉中SOD活性均呈下降趨勢，但是，處理果實SOD活性下降速率明顯慢于對照果實，暗示NO抑制了SOD活性下降，從而保持了較高的超氧自由基清除能力。

CAT和POD主要生理功能是清除組織內多余的H₂O₂。盡管貯藏期間處理和對照果實中CAT和POD活性分別呈下降和上升趨勢，但是，處理果實中CAT和POD活性高于對照果實，表明處理果實中保持較好地H₂O₂清除能力（圖2）。

PPO是引起高等植物組織發生褐變主要酶類，圖2所示，雖然貯藏期間處理和對照果實中PPO活性具有較大波動，但是它們中PPO活性均呈下降趨勢，而且，處理果實PPO活性顯著低于對照果實。

2.3 NO對芒果果實中H₂O₂和MDA含量的影響

H₂O₂作為活性氧（ROS）中的一名重要成員，可以通過損傷細胞核、氧化蛋白質和膜脂等途徑影響細胞功能。圖3所示，貯藏至第3天，對照果實中H₂O₂含量開始呈上升趨勢，而處理果中H₂O₂含量卻呈下降趨勢。盡管貯藏期間H₂O₂含量呈現波動，但處理果實中H₂O₂含量顯著低于對照果實，暗示SNP處理減少了果實中H₂O₂累積。

植物組織器官衰老時，往往發生膜脂過氧化作用，MDA是其產物之一。圖3顯示，貯藏前期（1～5d），對照和處理果實中MDA含量均呈上升趨勢，它們之間差異不顯著。貯藏至第7天，處理果實中MDA含量顯著低于對照果實，說明NO減緩了芒果果實貯藏中、后期膜脂過氧化過程。

2.4處理果實生理生化指標之間的相關性分析

對SNP處理芒果果實抗氧化酶活性、過氧化氫、丙二醛和硬度等生理生化指標測定結果的相關性分析和顯著性檢驗表明，CAT活性與SOD、PPO活性呈顯著性正相關；另外，H₂O₂含量與SOD活性以及果實硬度與SOD、CAT、PPO活性呈正相關，MDA含量與SOD、CAT、PPO活性呈負相關以及果實硬度與SOD、CAT、PPO活性呈正相關，但相關性均不顯著（表1）。

3討論

ROS包括超氧陰離子（O₂-）、H₂O₂和羥基自由基（·OH）等是植物體代謝副產物，如果組織內ROS大量積累，將會造成細胞膜過氧化產物MDA大量積累，從而引發或加劇細胞膜脂質或膜脂過氧化作用，造成膜系統損傷。通常情況下，植物體內ROS的產生和清除受到抗氧化系統的精密調控。植物體一般存在酶促和非酶促兩大類ROS清除系統。SOD、CAT和POD等屬于酶促類抗氧化物質。SOD催化超氧陰離子為較穩定的H₂O₂，CAT催化H₂O₂發生歧化反應生成水（H₂O）和氧分子，CAT則催化由H₂O₂參與的各種還原劑的氧化反應：RH₂+H₂O₂→2H₂O+R?？箟难帷⒎宇惢衔?、生物堿等屬于非酶促類抗氧化物質。植物體內保持較高的ROS清除酶活性和非酶抗氧化物質的含量，能更好地清除細胞自由基和ROS，減少ROS的積累，減少對細胞膜的傷害，可以達到延緩果實衰老的目的。采后水果和蔬菜ROS清除能力隨著果蔬成熟度上升而下降，當ROS水平超過果蔬組織對其清除能力時，就會發生氧化脅迫，從而降低其貯藏品質和適銷性。

本實驗主要探討NO對采后芒果果實中ROS清除系統的影響。結果表明，貯藏期間，SNP處理保持了果實中SOD、CAT和POD活性（圖2），相關性分析也表明，CAT活性與SOD活性呈顯著性正相關，而這兩種酶活性的保持，有利于降低體內ROS，推測NO能通過保持CAT與SOD活性，從而有效地減輕芒果貯藏過程中組織過剩ROS對果實的損害。MDA作為膜脂過氧化的重要產物，是植物衰老的指標之一。MDA能強烈地與細胞內各種成分發生反應，引起酶和膜的嚴重損傷，降低膜電阻和膜的流動性，最終導致膜的結構及生理完整性的破壞。SNP處理降低了芒果果實中MDA積累（圖3），相關性分析發現，MDA含量與SOD和CAT活性呈負相關，雖然其相關性不顯著，暗示NO可以較好地保持SOD和CAT活性，有利于減少MDA對細胞膜的傷害，這與丹陽等對芥蘭的研究結果一致。PPO是引起果實酶促褐變的主要酶類，它催化多酚氧化生成黑色素，影響果實外觀。SNP處理芒果果實PPO活性較低，減緩了芒果褐變的速度，延長了貯藏時間，這與王欣等對雙孢蘑菇的報道結果一致。綜上所述，SNP處理提高了組織SOD、CAT和POD活性，降低了H₂O₂含量，進而降低了MDA對細胞膜的傷害，此外，SNP處理還很好地抑制PPO活性上升，延緩了果實硬度下降，從而延長了貯藏時間。因此，NO能有效減輕采后芒果果實氧化脅迫，從而延緩果實的成熟軟化。

責任編輯：沈德發