果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍品質(zhì)和木質(zhì)化的影響及其調(diào)控機(jī)制研究

周大祥，汪開拓,2*，匡文玲,3，雷長毅,2，邱玲嵐，黎春紅，蔣永波

1(重慶三峽學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，重慶，404000) 2(重慶三峽學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，重慶，404000)3(重慶市萬州區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所，重慶，404000)

雷竹(Phyllostachyspraecoxf. Preveynalis)為禾本科竹亞科剛竹屬竹種，是中國特有優(yōu)質(zhì)食用竹種，廣泛種植于我國江南、華南及西南各省，雷竹幼體(鞭梢和嫩芽)即為雷竹筍[1]。雷竹筍具有滋味鮮美、硬脆爽口、富含各種維生素及礦物質(zhì)等優(yōu)良食用和營養(yǎng)特性，深受市場歡迎。雷竹筍筍體嬌嫩，可食用率高，但采割時(shí)形成的筍體根部大面積機(jī)械傷可導(dǎo)致明顯的筍體失重(失水)現(xiàn)象，加快筍體呼吸強(qiáng)度和生理衰老速度，并刺激創(chuàng)面及筍體中心處木質(zhì)素及纖維素的大量積累，從而使筍體出現(xiàn)質(zhì)地生硬、粗糙少汁和表面褐變等典型木質(zhì)化敗壞癥狀，嚴(yán)重降低了雷竹筍食用品質(zhì)和商品性[2]。低溫冷藏(0～5 ℃)雖可有效控制雷竹筍采后失重現(xiàn)象，下調(diào)雷竹筍呼吸強(qiáng)度和生理代謝水平，但低溫環(huán)境也可誘導(dǎo)筍體中木質(zhì)素合成相關(guān)酶活性的上升，促進(jìn)筍體細(xì)胞壁中木質(zhì)素積累，不利于延長冷藏周期[3]?，F(xiàn)階段研究發(fā)現(xiàn)，采用涂膜、氣調(diào)包裝、低壓、熱激以及外源化學(xué)物質(zhì)處理(如赤霉素、草酸和臭氧等)等方法均可延緩筍體低溫木質(zhì)化癥狀的發(fā)展；但這些處理步驟較繁瑣，且筍體木質(zhì)素單體類物質(zhì)合成的抑制機(jī)制不清晰[4]。

苯丙烷類代謝途徑是植物酚酸、花青素、類黃酮、植保素和木質(zhì)素等多酚類次生代謝產(chǎn)物合成的主要途徑，該途徑中的主要酶系活性或基因表達(dá)豐度在植物體遭受機(jī)械傷、病原菌侵染或環(huán)境脅迫時(shí)顯著上調(diào)，啟動(dòng)相關(guān)逆境響應(yīng)反應(yīng)[5]。某些激發(fā)子(如茉莉酸甲酯、油菜素內(nèi)酯或β-氨基丁酸)也可顯著誘導(dǎo)采后楊梅[6]、草莓[7]和葡萄[8]等果實(shí)植保素、酚酸、類黃酮或花色苷的合成，增強(qiáng)果實(shí)貯藏期間抗病性或抗氧化活性。但也有研究發(fā)現(xiàn)，楊梅果實(shí)[9]和葡萄細(xì)胞[10]在花色苷類物質(zhì)或植保素(白藜蘆醇及其脫氫二聚體)大量合成的同時(shí)，也伴隨著蔗糖及尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量的顯著下降，其中UDPG正是苯丙烷類代謝途徑中合成酚類物質(zhì)C6-C3-C6骨架的主要底物，可見，蔗糖與苯丙烷類代謝存在對(duì)UDPG的競爭性作用。此外，木質(zhì)素是由香豆醇、松柏醇和芥子醇等單體構(gòu)成的多聚體，其3種單體在通過苯丙烷類代謝途徑合成的過程中也需要大量UDPG來組成碳骨架[11]。因此，木質(zhì)素合成與蔗糖代謝也可能存在密切聯(lián)系。本研究擬通過果糖處理來特征性分析采后雷竹筍冷藏期間苯丙烷類與蔗糖代謝的關(guān)聯(lián)性，以期從物質(zhì)代謝的角度分析雷竹筍木質(zhì)素合成機(jī)理，為延緩雷竹筍采后木質(zhì)化敗壞進(jìn)程提供可行性方案。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

雷竹筍于2018年3月中旬和2019年3月上旬采收自重慶市江津區(qū)石蟆鎮(zhèn)楊柳村雷竹筍種植園，采收后6 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。先剔除切割面不整齊、筍殼脫落或尚有霉菌斑點(diǎn)的雷竹筍，再選擇長度和直徑均一、外觀灰褐色的成熟筍體，平鋪并通風(fēng)散去殘余田間熱。挑選出的雷竹筍切去老蔸，仔細(xì)去殼后備用。

濃H2SO4、丙酮、鄰菲羅啉、果糖(分析純)，重慶西南化學(xué)試劑公司；葡萄糖、果糖、蔗糖和UDPG標(biāo)樣，美國Sigma公司；RNAprep Pure Kit，北京天根公司；chamQ universal SYBR qPCR master mix、HiScript III RT SuperMix for qPCR，南京Vazyme公司；甲醇、甲酸和乙腈均為色譜純，中國國藥集團(tuán)有限公司。

PAL-1型手持?jǐn)?shù)顯折光儀，日本Atago公司；GL-20G-II型冷凍離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；DW-86L型超低溫冰箱，海爾公司；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；LC-20A型高效液相色譜儀，日本島津公司；ABI QuantStudio7型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀，美國Thermo Fisher公司。

1.2 果糖處理

參考XU等[12]的方法進(jìn)行果糖處理。第一批試驗(yàn)主要分析不同濃度果糖處理對(duì)雷竹筍品質(zhì)的影響，以尋找最適處理濃度。將去殼雷竹筍隨機(jī)分為5組，懸空平鋪于鏤空鐵絲網(wǎng)上，隨后分別用0(對(duì)照)、10、20、30或40 mmol/L的果糖溶液進(jìn)行噴淋處理5 min(20 ℃)，期間緩慢翻轉(zhuǎn)筍體以保證噴淋均勻，隨后將雷竹筍置于封閉的無菌工作臺(tái)上充分晾干(避免病原菌和蟲蠅污染)。處理結(jié)束后，將雷竹筍分裝于60 μm厚的聚乙烯袋中，每袋5根筍體，袋口用橡皮筋纏繞2圈，于4 ℃、相對(duì)濕度80%～90%條件下貯藏20 d，每5 d取鮮樣測定木質(zhì)化及品質(zhì)參數(shù)。各處理組8袋雷竹筍，重復(fù)3次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次。

第二批試驗(yàn)主要分析果糖處理減輕雷竹筍冷藏期間木質(zhì)化敗壞的機(jī)理。將去殼雷竹筍隨機(jī)分為5組，分別用0(對(duì)照)、10、20、30或40 mmol/L的果糖溶液進(jìn)行處理，方法同上。雷竹筍在4 ℃、相對(duì)濕度80%～90%條件下貯藏20 d，每5 d取鮮樣經(jīng)液氮速凍后置于-80 ℃超低溫冰箱中保存，測定可溶性糖含量以及相關(guān)基因表達(dá)水平。各處理組10袋果實(shí)，重復(fù)3次，整個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)2次。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 硬度和出汁率的測定

筍體中部硬度參考汪開拓等[13]方法采用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定，結(jié)果以N/cm2表示。出汁率參考CAO等[14]的方法，將筍體組織圓盤(直徑6 mm、高8 mm)置于已經(jīng)稱量的塞有無菌棉的50 mL離心管(m1)中，筍體圓盤及m1質(zhì)量共計(jì)為m2，于2 000×g離心20 min后，對(duì)僅裝有筍體組織的離心管稱重(m3),并按公式(1)計(jì)算出汁率：

(1)

1.3.2 褐變指數(shù)及失重率的測定

褐變度的測定參考JIANG等[15]的方法，略有調(diào)整。稱取2 g鮮筍肉，研磨后加入10 mL的0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS，pH 7.5)，充分勻漿后10 000×g離心25 min(4 ℃)，于410 nm處測定上清液吸光值，并以吸光值表示樣品褐變度。失重率采用差重法進(jìn)行測定，并根據(jù)公式(2)計(jì)算失重率:

(2)

1.3.3 可溶性固形物(toatl soluble solid,TSS)、游離蛋白、抗壞血酸(ascorbic acid,AsA)及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH)自由基清除能力的測定

筍體TSS和游離蛋白含量參考楊光等[16]的方法進(jìn)行測定，AsA含量參考鄰菲羅啉比色法[17]進(jìn)行測定，TSS、游離蛋白、抗壞血酸含量分別以溶質(zhì)的質(zhì)量百分比(%)、mg/g FW、μg/g FW表示；DPPH自由基清除能力的測定參照RUFINO等[18]的方法，結(jié)果按自由基清除百分率來表示。

1.3.4 木質(zhì)素及纖維素含量的測定

木質(zhì)素和纖維素含量按照CAO等[14]的方法進(jìn)行測定，結(jié)果均以g/kg FW表示。

1.3.5 可溶性糖組分及UDPG含量的測定

取5 g凍樣于液氮下研磨并用30 mL體積分?jǐn)?shù)95%冷乙醇反復(fù)萃取3次，萃取液于10 000×g離心15 min(4 ℃)。合并上清液并于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(37 ℃)進(jìn)行真空濃縮，將蒸干后的殘留物溶于去離子水，再經(jīng)0.45 μm的纖維膜微濾后分別按照WILSON等[19]和GOULARD等[20]的HPLC分析法對(duì)樣品中可溶性糖組分及UDPG含量進(jìn)行測定。流動(dòng)相由乙腈(A，75%)和去離子水(B，25%)組成，流速0.8 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，柱溫35 ℃。HPLC裝備Zorbax糖分析柱(250 mm×4.6 mm，10 μm填料粒徑)。以外標(biāo)法計(jì)算樣品中可溶性糖組分及UDPG含量，結(jié)果均以mg/g FW表示。

1.3.6 蔗糖及苯丙烷類代謝途徑關(guān)鍵基因表達(dá)量測定

取5 g凍樣于液氮充分研磨后用RNAprep Pure Kit提取總RNA，再使用HiScript III RT試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA第一條鏈。參照蔗糖合酶分解方向(SS1)、蔗糖合酶合成方向(SS2)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、磷酸蔗糖磷酸酶(SPP)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酰CoA連接酶(4CL)、肉桂醇脫氫酶(CAD)、阿魏酸5-羥化酶(F5H)、咖啡酰CoA-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(CCOMT)和過氧化物酶(POD)基因序列設(shè)計(jì)特異性引物(表1)，以單鏈cDNA為模板，以管家基因Actin為內(nèi)參照進(jìn)行SYBR Green實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qPCR)試驗(yàn)。根據(jù)各基因的循環(huán)閾值(Ct值)用定量法(2-ΔΔCt)分析各基因mRNA表達(dá)豐度，將對(duì)照表達(dá)量設(shè)置為1以校準(zhǔn)各基因的相對(duì)表達(dá)量[21]。

表1 相關(guān)基因特異性引物序列Table 1 Sequences of the gene primers used in this study

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采取Duncan多重比較法(SPSS 13.0)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，5%記錄為顯著水平(P<0.05)，并用Origin 8.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍硬度、出汁率、褐變度和失重率的影響

如圖1所示，雷竹筍在冷藏期間硬度、失重及筍體褐變情況呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢，而出汁率則逐漸下降，表明冷藏期間雷竹筍木質(zhì)化敗壞癥狀逐漸加劇。10、20或30 mmol/L果糖處理對(duì)雷竹筍硬度、失重率和褐變度的上升，以及出汁率的降低有顯著(P<0.05)的延緩作用，其中20 mmol/L果糖處理效果最為明顯；4 ℃下貯藏20 d后，經(jīng)20 mmol/L果糖處理的雷竹筍硬度、失重及褐變度僅為對(duì)照的76%、68%和79%，而出汁率則為對(duì)照的1.57倍。但40 mmol/L果糖處理反而加劇了筍體木質(zhì)化敗壞的癥狀。

圖1 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍硬度(a)、出汁率(b)、褐變度(c)及失重率(d)的影響Fig.1 Effects of fructose treatments on the firmness (a),extractable juice rate (b),degree of browning (c) and rate ofweight loss (d) in bamboo shoots (Phyllostachys praecox) during cold storage

2.2 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍品質(zhì)參數(shù)的影響

如表2所示，采用10或20 mmol/L果糖處理可有效提高冷藏雷竹筍游離蛋白和抗壞血酸含量，并增強(qiáng)筍體DPPH自由基清除能力，其中20 mmol/L較10 mmol/L果糖處理效果更為顯著。在冷藏結(jié)束時(shí)，經(jīng)30或40 mmol/L果糖處理的雷竹筍中抗壞血酸含量顯著(P<0.05)高于對(duì)照水平，并且經(jīng)30 mmol/L果糖處理的雷竹筍游離蛋白含量也顯著(P<0.05)高于對(duì)照水平，但DPPH自由基清除率與對(duì)照相比無顯著(P>0.05)差異。此外，10～30 mmol/L果糖處理均顯著(P<0.05)提高了冷藏雷竹筍TSS含量。

表2 外源果糖處理對(duì)雷竹筍冷藏20 d后品質(zhì)參數(shù)的影響Table 2 Effects of fructose treatments on the quality parameters in bamboo shoots after 20 d of cold storage

2.3 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍木質(zhì)素及纖維素含量的影響

如圖2所示，雷竹筍木質(zhì)素和纖維素含量隨冷藏時(shí)間延長而逐漸上升，外源果糖處理(10、20或30 mmol/L)抑制了冷藏期間雷竹筍木質(zhì)素及纖維素的積累，40 mmol/L果糖處理反而加速了筍體木質(zhì)素及纖維素的積累。冷藏20 d后，40 mmol/L果糖處理的雷竹筍木質(zhì)素及纖維素含量分別上升至冷藏前的2.71和3.37倍，而20 mmol/L果糖處理組僅上升至冷藏前的1.82和1.95倍。

圖2 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍木質(zhì)素(a)及纖維素含量(b)的影響Fig.2 Effects of fructose treatments on the contents of lignin(a) and cellulose (b) in bamboo shootsduring cold storage

2.4 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍可溶性糖組分及UDPG含量的影響

雷竹筍在4 ℃貯藏期間，葡萄糖及果糖含量在前5 d逐漸下降，隨后呈現(xiàn)上升趨勢；蔗糖含量持續(xù)積累；而UDPG在前10 d逐漸上升，隨后緩慢降低(圖3)。40 mmol/L果糖處理加劇了雷竹筍冷藏期間可溶性糖組分及UDPG含量的變化；經(jīng)外源果糖處理(10、20或30 mmol/L)的雷竹筍中葡萄糖、果糖和蔗糖含量在整個(gè)冷藏期間均顯著(P<0.05)高于對(duì)照，然而其UDPG含量則低于對(duì)照，其中20 mmol/L果糖處理的冷藏雷竹筍中可溶性糖組分及UDPG含量與對(duì)照間的差異最為顯著(P<0.05)。

2.5 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍蔗糖代謝關(guān)鍵基因表達(dá)量的影響

蔗糖合酶合成方向(SS2)可催化果糖和UDPG合成蔗糖，同時(shí)SPS可將UDPG和6-磷酸果糖合成為6-磷酸蔗糖，再經(jīng)SPP的作用最終降解形成蔗糖；另一方面，蔗糖可經(jīng)蔗糖合酶分解方向(SS1)的作用分解為葡萄糖和果糖，并經(jīng)由糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至胞內(nèi)[22]。如圖4所示，外源果糖處理(10、20或30 mmol/L)誘導(dǎo)了冷藏雷竹筍PpSS1表達(dá)量的下調(diào)，并顯著(P< 0.05)上調(diào)了PpSS2、PpSPS、PpSPP表達(dá)量，其中20 mmol/L果糖處理對(duì)雷竹筍冷藏期間蔗糖代謝關(guān)鍵基因表達(dá)量的調(diào)控作用最為顯著(P<0.05)；而40 mmol/L果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍蔗糖代謝關(guān)鍵基因的調(diào)控與10、20或30 mmol/L果糖處理恰好相反。

圖3 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍葡萄糖(a)、果糖(b)、蔗糖(c)及UDPG含量(d)的影響Fig.3 Effects of fructose treatments on the contents of glucose (a),fructose (b),sucrose (c) and UDPG (d) in bambooshoots during cold storage

圖4 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍PpSS1(a)、PpSS2(b)、PpSPS(c)和PpSPP(d)表達(dá)豐度的影響Fig.4 Effects of fructose treatments on the expression levels of PpSS1 (a),PpSS2 (b),PpSPS (c) andPpSPP (d) in bamboo shoots during cold storage注：不同小寫字母表示差異顯著(下同)

2.6 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍苯丙烷類代謝關(guān)鍵基因表達(dá)量的影響

木質(zhì)素的合成途徑主要由苯丙氨酸途徑和木質(zhì)素合成的特異途徑所組成，其中PAL作為苯丙烷途徑的關(guān)鍵限速酶;4CL位于苯丙氨酸生物合成途徑的分支點(diǎn)，主要參與次生代謝產(chǎn)物合成并調(diào)控植物木質(zhì)素代謝;CAD、CCOMT能催化木質(zhì)素前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素單體;F5H主要調(diào)控木質(zhì)素單體的生物合成;POD是催化木質(zhì)素生物合成途徑最后一步的關(guān)鍵酶，這幾種酶與木質(zhì)素的合成密切相關(guān)[11]。如圖5所示，外源20 mmol/L果糖處理顯著(P<0.05)下調(diào)了冷藏雷竹筍苯丙烷類代謝關(guān)鍵基因(PpPAL、Pp4CL、PpCAD、PpF5H、PpCCOMT和PpPOD)的表達(dá)量；10或30 mmol/L果糖處理也一定程度誘導(dǎo)了苯丙烷類代謝關(guān)鍵基因表達(dá)量的下調(diào)；而40 mmol/L果糖處理對(duì)雷竹筍冷藏前10 d內(nèi)苯丙烷類代謝關(guān)鍵基因的表達(dá)有促進(jìn)作用。

圖5 外源果糖處理對(duì)冷藏雷竹筍PpPAL(a)、Pp4CL(b)、PpCAD(c)、PpF5H(d)、PpCCOMT(e)和PpPOD(f)表達(dá)豐度的影響Fig.5 Effects of fructose treatments on the expression abundance of PpPAL (a),Pp4CL (b),PpCAD (c),PpF5H(d),PpCCOMT (e) and PpPOD (f) in bamboo shoots during cold storage

3 討論

3.1 最適果糖處理濃度的篩選

可溶性糖作為果蔬感官品質(zhì)的主要物質(zhì)來源，與果蔬采后生理、功能性或營養(yǎng)成分、風(fēng)味、呈色等重要品質(zhì)參數(shù)密切相關(guān)；并作為植物體中能量來源和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，具有為各種代謝過程提供前體物質(zhì)的功能[23]。相關(guān)研究表明，采后蔗糖處理可有效降低青花菜線粒體膜電位并阻止細(xì)胞色素C從線粒體中釋放，從而延緩青花菜程序性死亡進(jìn)程和生理衰老[24]；蔗糖或葡萄糖處理則可維持青花菜中葉綠體超微結(jié)構(gòu)的完整性，抑制葉綠素降解相關(guān)酶基因表達(dá)，延緩葉綠素降解，抑制花蕾黃化癥狀的發(fā)展[12,25]；可溶性糖(蔗糖、果糖和葡萄糖)復(fù)合處理則能上調(diào)擬南芥花色苷合成相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)花色苷的合成[26]。在這些研究中，果糖及其他可溶性糖既能直接通過蔗糖代謝來實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬品質(zhì)的調(diào)控，也可作為激發(fā)子來誘導(dǎo)糖代謝關(guān)鍵酶(如己糖激酶)活性以啟動(dòng)下游酶蛋白的磷酸化作用，從而延緩生理衰老進(jìn)程或促進(jìn)次生代謝產(chǎn)物合成。本研究中，在所有處理濃度中，20 mmol/L果糖處理可最為顯著地抑制雷竹筍冷藏期間木質(zhì)素和纖維素的積累，延緩筍體硬度、失重率和褐變度的上升，并提高出汁率(圖1和2)；在冷藏結(jié)束的時(shí)候，經(jīng)20 mmol/L果糖處理的雷竹筍中TSS、游離蛋白、抗壞血酸含量及自由基清除能力均顯著高于其他濃度處理或?qū)φ账?表2)。因此，20 mmol/L果糖處理可有效抑制雷竹筍木質(zhì)化敗壞進(jìn)程，減慢筍體品質(zhì)劣變速度，從而延長冷藏周期。由于果糖處理可使蔗糖代謝偏向于合成方向從而大量消耗UDPG，因此可減少木質(zhì)素底物含量，進(jìn)而限制雷竹筍木質(zhì)素的合成[22]。另有研究發(fā)現(xiàn)，果糖處理能直接誘導(dǎo)費(fèi)菜中苯丙烷類代謝酶活性的上升，并提高類黃酮合成量和抗氧化活性[27]，這可能與果糖處理直接誘導(dǎo)己糖激酶基因的表達(dá)，并促進(jìn)苯丙烷類代謝途徑關(guān)鍵酶的活化有關(guān)。

3.2 果糖處理抑制雷竹筍木質(zhì)素?cái)牡臋C(jī)理分析

植物木質(zhì)素為多種苯丙烷單體的共聚物，其單體主要通過苯丙烷類代謝途徑，以L-苯丙氨酸為底物合成中間體UDPG，再經(jīng)羥基化、甲基化和連接反應(yīng)最終生成；該途徑的主要酶系有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、4-香豆酰CoA連接酶(4CL)、咖啡酰CoA-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(CCOMT)、阿魏酸5-羥化酶(F5H)、肉桂醇脫氫酶(CAD)、過氧化物酶(POD)[5]。蔗糖或己糖是果實(shí)中碳水化合物運(yùn)輸?shù)闹饕问?，常被用來研究?duì)果實(shí)生長發(fā)育和基因表達(dá)的調(diào)控作用。蔗糖代謝相關(guān)酶活性與果實(shí)可溶性糖積累之間存在密切聯(lián)系，其中包括蔗糖合酶(SS)、蔗糖磷酸合酶(SPS)和磷酸蔗糖磷酸酶(SPP)等酶系[22]；UDPG則在蔗糖代謝途徑中作為單糖基合成蔗糖或作為供體分解為單糖[28]。對(duì)模式植物擬南芥的研究表明，當(dāng)植株受到病原菌侵染時(shí)，其組織中UDPG急劇消耗以合成植保素或花色苷類等抗菌物質(zhì)，控制病害癥狀的發(fā)展[29]。因此，苯丙烷類次生代謝產(chǎn)物與蔗糖在合成路徑上存在對(duì)底物UDPG的競爭。在本研究中，當(dāng)施加外源果糖處理后，雷竹筍蔗糖代謝途徑中的PpSS2(合成方向)、PpSPS和PpSPP基因表達(dá)量在整個(gè)冷藏期間顯著上調(diào)而PpSS1(分解方向)基因表達(dá)量顯著下調(diào)(圖4)，使蔗糖代謝通路偏向于合成方向，從而引起筍體蔗糖含量上升和UDPG含量下降(圖3)；同時(shí)，筍體苯丙烷類代謝途徑中主要關(guān)鍵酶基因(PpPAL、Pp4CL、PpCAD、PpF5H、PpCCOMT和PpPOD)表達(dá)豐度在貯藏期間均顯著下降(圖5)，并伴隨著木質(zhì)素合成量的下降，這極有可能是由于UDPG過度用于蔗糖合成從而對(duì)木質(zhì)素合成底物產(chǎn)生競爭性消耗。前期研究也證實(shí)，葡萄懸浮細(xì)胞經(jīng)高濃度苯丙噻唑硫代乙酸甲酯或β-氨基丁酸處理后，其細(xì)胞內(nèi)蔗糖分解酶活性顯著上升，分解出UDPG以供給茋類植保素和花色苷的合成，從而降低細(xì)胞中可溶性糖含量和細(xì)胞生長速率[10,30]。這些結(jié)果說明，外源果糖處理可通過調(diào)控蔗糖代謝的方式來降低UDPG含量，從而減少雷竹筍中木質(zhì)素生成量，減輕冷藏周期內(nèi)筍體木質(zhì)化敗壞癥狀，延長貯藏周期或貨架期。

4 結(jié)論

20 mmol/L果糖噴淋處理可有效抑制雷竹筍冷藏期間筍體硬度上升、褐變和少汁等木質(zhì)化敗壞癥狀的發(fā)生，降低筍體失重率，維持較高的出汁率和感官品質(zhì)，從而有效延長雷竹筍冷藏周期。20 mmol/L果糖處理可通過調(diào)控雷竹筍蔗糖代謝途徑的方式，競爭性抑制筍體木質(zhì)素的合成，但果糖在此過程中是否發(fā)揮其他的調(diào)控功能(如己糖信號(hào)分子作用)仍有待研究。