紅富士蘋果虎皮病發生與葉綠素熒光參數關系的研究

徐盼盼

摘要 以紅富士蘋果為例，研究了在冷藏條件下（0±1）℃果實虎皮病的發生與葉綠素熒光參數之間的關系，在貯藏過程中測量了蘋果果實初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、可變熒光（Fv）、光化學效率（Fv/Fm）等葉綠素熒光參數的變化，并測定相關的生理指標。結果表明，在紅富士蘋果貯藏期間各熒光參數隨著貯藏時間的延長而明顯下降，與果實虎皮病發病率變化都成負相關，但Fo、Fm與其相關性不顯著；Fv/Fm值與紅富士蘋果虎皮病發病率成顯著負相關。Fv/Fm值的下降發生在虎皮病發病之前，在貯藏90 d左右蘋果出現虎皮病癥狀，之后Fm和Fv/Fm值下降速度加快，當Fv/Fm值下降至低于0.7時，此時果實表面會出現褐斑。因此，Fv/Fm值的大小可直接反映與虎皮病發展有關的狀況。

關鍵詞 紅富士蘋果；葉綠素熒光；虎皮?。魂P系

中圖分類號 TS255.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）19-0267-03

蘋果虎皮病是一種嚴重的生理病害，表現為皮膚褐變造成的損害，在貯藏后期最易發生。發病初期表皮變為淺褐色，病斑較小，且只發生在果實的陰面，隨著貯藏時間的延長，病斑面積擴大，嚴重時病斑連成大片，甚至遍及整個果面[1-2]。蘋果虎皮病在剛發生時，只發生于果皮表層細胞，隨著病情的發展，其角質層也會遭到破壞從而危及果肉細胞。一般認為，虎皮病的發生與果皮蠟質中α-法尼烯和共軛三烯有直接關系[3]。

葉綠素熒光測定技術可靈敏、快速、非破壞性地探知植物體內生理狀態，在確定果實品質方面也具有預測力，在果實未出現病害或可見傷之前就能對劣質水果進行準確識別。Song等[4]測定了3個蘋果品種在4種存儲條件下的葉綠素熒光參數（Fo、Fm、Fv/Fm），清楚了熒光參數與果實品質的相互關系。Nedbal等[5]對采后檸檬進行不同光強下的葉綠素熒光參數分析，結果表明，病變或損傷的區域可以通過果實表面熒光參數的變化來預測，并能夠預測傷害是否能擴散到整個果面。

室溫中，葉綠體發射的熒光信號絕大部分來自光系統Ⅱ（PSⅡ）天線色素蛋白復合體的葉綠素a。初始熒光（Fo）的大小與激發光的強度、葉綠素含量有關，是PSⅡ反應中心處于完全開放狀態時的熒光產量。最大熒光（Fm）是PSⅡ反應中心完全關閉時的熒光產量，通常于葉綠體組織經暗適應30 min后測得，可反映PSⅡ電子傳遞情況?？勺儫晒猓‵v）反映PSⅡ的電子傳遞最大潛力。光化學量子產量（Fv/Fm）被作為光抑制的指標，反映PSⅡ反應中心最大光能轉換效率。在非脅迫條件下，Fv/Fm的值很穩定，其平均值為0.832±0.004，但在逆境條件下Fv/Fm值顯著降低。因此，Fv/Fm常作為反映發生光抑制或者PSⅡ受到傷害的指標。

皮下組織層存在著葉綠體和葉綠素分子，在果實發生虎皮病的過程中葉綠素會降解和損傷，故葉綠素熒光的變化可能與蘋果果實虎皮病的發展有一定關系。葉綠素熒光參數包括初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、可變熒光（Fv）、最大光化學量子產量（Fv/Fm）等。紅富士是蘋果中易感虎皮病的品種，采用葉綠素熒光技術檢測紅富士蘋果虎皮病發生進程中葉綠素熒光參數的變化，同時測定其不同生理指標，有助于反映病害發生程度，為防控紅富士蘋果虎皮病提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設備

1.1.1 試驗材料。2017年10月25日在靜寧縣城川鄉一農家果園采摘紅富士蘋果。選擇中等大小、密度一致、顏色相近、無機械損傷、無病蟲害、果形正常、果實成熟期一致的紅富士蘋果果實作為試驗材料，采收后立即運往平涼市果樹研究所采后試驗室。

1.1.2 儀器設備。儀器設備有GS-15型水果質地分析儀、日本愛宕PAL-1型數顯糖度計、日本美能達CR-400型色度計、ETONG-7001型CO2分析儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實貯藏與觀察。將1.1中的試驗材料用0.02 mm厚PE袋扎口包裝后，置于溫度為（0±0.5）℃、相對濕度 為85%～95%的條件下貯藏 150 d。每隔30 d測定葉綠素熒光參數和相關生理指標，每次取紅富士蘋果5個，3次重復。其間觀察虎皮病的發生情況，出現虎皮病癥狀以后統計虎皮病的發病率。

1.2.2 葉綠素熒光參數的測定。參照Liana等[6]的方法，采用FMS2脈沖調制式熒光儀測定。固定測試頭與果實之間的距離，在果實赤道線選擇4個相對的位點作為每次的測定位置。測定前將果實置于黑色遮光袋中暗適應30 min，然后照射光化光、飽和脈沖光，依次測定 Fo、Fm、Fv和Fv/Fm。

1.2.3 基本生理指標的測定。①硬度：用GS-15型水果質地分析儀測定。②可溶性固形物含量：用日本愛宕PAL-1型數顯糖度計測定。③色度變化：用日本美能達CR-400型色度計測定。④呼吸速率：用ETONG-7001型CO2分析儀測定，單位為mg/（kg·h）。

1.2.4 虎皮病發病率統計。每次隨機取出50 個果實，按下式計算虎皮病發病率：

虎皮病發病率（%）=發病總數/總果數×100。

1.3 數據處理方法

取3次重復的平均值，采用Excel軟件進行分析，當P<0.05時，表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 紅富士蘋果冷藏過程中葉綠素熒光參數變化

在冷藏過程中，Fo隨著貯藏時間的延長而下降，但變化比較平緩；Fm值下降明顯；Fv/Fm值始終呈下降趨勢，貯藏90 d以后下降加快，由0.736 3下降到0.649 5，在貯藏期 90～120 d之間Fv/Fm值低于0.7（表1）。

2.2 紅富士蘋果冷藏過程中品質及生理指標變化

由圖1可知，在貯藏最初60 d硬度緩慢下降，下降趨勢不明顯；到貯藏的第90天時，硬度數值明顯下降；之后下降速度加快，由7.159 kg/cm2降到5.924 kg/cm2。可溶性固形物含量在貯藏期間呈下降趨勢。貯藏最初90 d色差變化比較平穩，第120天時，數值升高；之后略下降，然后又顯著上升。貯藏過程中，蘋果呼吸速率逐步增加，到第90天時達最高峰，為16.257 mg/（kg·h）；之后迅速下降。

2.3 紅富士蘋果虎皮病的發病率變化

蘋果在貯藏過程中，初90 d沒有出現虎皮??；到第90天時開始發病，果實表皮出現輕微褐斑，到第150天發病率達到20%（圖2）。

2.4 紅富士蘋果葉綠素熒光參數與虎皮病發病率的相關性

Fo、Fm與紅富士蘋果虎皮病發病率變化成負相關，相關性不顯著；Fv/Fm與紅富士蘋果虎皮病發病率變化成負相關，相關性顯著（表2）。

3 結論與討論

葉綠素熒光檢測技術在果實品質方面具有一定的研究價值，在果實未出現病害或可見傷之前就能由果實表面熒光參數的變化來進行預測。葉綠體可能參與虎皮病的發生，它是類異戊二烯合成的部位，類異戊二烯是α-法尼烯等倍半萜的合成前體，其氧化產物易導致貯藏過程中蘋果虎皮病的發生。當蘋果中含葉綠體的組織處于非脅迫條件下時，熒光參數變化極小，若處于脅迫條件下，則數值下降明顯。因此，葉綠素熒光能直接反映含葉綠體組織的生理代謝狀況[7-8]。測量葉綠素熒光參數的變化，能反映出蘋果虎皮病對其的影響。

首先，紅富士蘋果在150 d貯藏期內，Fo、Fm都隨貯藏時間的延長而下降，Fo變化比較平緩，Fm值下降明顯；Fv/Fm值始終呈下降趨勢，當果實發生虎皮病以后下降加快，由0.73下降到0.65，在90～120 d之間降到0.7以下。其Fm的下降可能與貯藏過程中葉綠體色素含量的降低有關，正如Mir等之前對金冠蘋果的研究。Fv/Fm值的下降可能表明單位葉綠體光合反應能力喪失，故可以作為對葉綠體敏感性的直接測量。不過葉綠體結構的解體或許也是由于果實衰老造成的。但是，脅迫條件下Fv/Fm參數明顯下降。在紅富士蘋果貯藏過程中，蘋果虎皮病發病率與葉綠素熒光參數Fv/Fm之間表現出顯著的負相關，表明虎皮病的出現是導致Fm、Fv/Fm下降的直接因素。試驗結果表明，葉綠素熒光技術是無損傷觀察蘋果虎皮病發病率的理想方法[9-10]。

其次，果實硬度、可溶性固形物、色差、呼吸速率也是蘋果品質判定的主要指標。研究中紅富士蘋果不同生理指標的測量數據表明，其變化與果實虎皮病的發生有一定的聯系，但因其發病過程是伴隨著果實的衰老進程進行的，所以其只能作為判斷蘋果虎皮病發生的必要而非充分條件。此外，Fo、Fv、Fv/Fm的改變或許還與果實組織的冷害有關，虎皮病可能是冷害導致的組織紊亂。

本試驗初步表明，蘋果虎皮病發病情況與葉綠素熒光參數變化存在一定的相關性。但是，果實葉綠素熒光參數還受到品種、溫度、組織老化程度、環境脅迫等多種因素的影響。因此，利用葉綠素熒光參數來預測蘋果虎皮病發病狀況還需深入研究。

4 參考文獻

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[3] 胡小松，肖華志，王曉霞.蘋果α-法尼烯和共軛三烯含量變化與貯藏溫度的關系[J].園藝學報，2004，31（2）：169-172.

[4] BEAUDRYRM，SONGJ，DENGWM.Changes in chlorophyll fluorescence of apple fruit during maturation，ripening and senescence[J].Hort Science，1997，32（5）：891-896.

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[6] LIANA U B，RAFAEL V R，MARISA A，et al.EduardoCM.Chlorophyll fluorescence as a tool to evaluate the ripening of Golden papsya fruit[J].Postharvest Biology and Technology，2004，33（2）：163-173.

[7] 周虹燕，任小林，田建文.澳洲青蘋果實葉綠素熒光參數與虎皮病相關性[J].食品科學，2014，35（10）：258-262.

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