1-MCP處理對西葫蘆果實線粒體抗氧化作用和能量代謝的影響

余曉玉，楊 源，吳玉珍，余海濤，劉 勇，郁志芳,

（1.南京農業大學食品科技學院，江蘇南京 210095；2.江蘇康潤農業科技發展有限公司，江蘇南京 210095）

西葫蘆（Cucurbita pepoL.）為葫蘆科南瓜屬植物，是葫蘆科南瓜屬西葫蘆種[1]。西葫蘆果實質地脆嫩，富含多種維生素、膳食纖維等物質。西葫蘆果實采后生理代謝旺盛，表皮常出現褪色、組織變松軟，甚至腐敗變質，失去商品價值。

目前保持西葫蘆果實品質的物理方法有低溫、熱空氣、熱水、高相對濕度等，化學方法有水楊酸、1-MCP、殼聚糖涂膜等，也有通過復合的方式進行處理，如冷激結合甜菜堿[2]。西葫蘆的保鮮方法有許多，然而，在采后貯藏過程中，這些方法通常由于成本高、不環保等因素難以應用到實際生產中。1-MCP作為一種綠色、無污染、成本不高的化學保鮮劑，已經廣泛應用到生產實踐當中，1-MCP是一種新型的乙烯抑制劑，具有與乙烯相似的性質，能夠吸引乙烯受體中金屬離子的電子并配對，與乙烯受體牢固結合從而達到抑制內外源乙烯的合成作用，降低果蔬采后呼吸和乙烯強度，延緩其成熟和衰老進程，保持商品品質[3]。

活性氧（reactive oxygen species，ROS）是生物體在正常有氧呼吸過程中產生的一類代謝產物，主要包括過氧化氫（H2O2）、超氧陰離子（O2-·）、羥自由基（-OH）等，ROS與果蔬的成熟衰老有關，線粒體是ROS產生的主要來源，ROS也將線粒體作為靶部位[4]。機體內過多的ROS會產生不利的影響，如破壞線粒體膜內氧化還原平衡，而線粒體內同時也存在著一些抗氧化物酶對ROS起清除作用[4]。如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）。大量研究結果表明，1-MCP可以通過提高抗氧化物酶的活性或抗氧化物質的含量來清除ROS達到延長保質期的作用[5-6]。Song等[7]研究發現，小白菜葉綠體中ROS積累會引起葉綠體細胞膜受損，而1-MCP可能通過提高抗氧化物酶SOD、APX的活性從而延緩了葉片衰老。線粒體是有氧呼吸的主要場所，呼吸過程會產生大量能量（ATP），而ATP的生成與能量代謝相關酶密不可分，琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）、細胞色素C氧化酶（cytochrome C oxidase，CCO）、H+-ATPase和Ca2+-ATPase是能量代謝水平的特征酶[8]。目前，已有研究表明‘金紅’蘋果采后果皮組織褐變與能量虧缺有密切關系[9]，張正敏等[10]研究‘白鳳’桃的桃腐病發現較高的能荷水平能抑制桃果實發病率的上升。綜上，目前研究1-MCP延緩果實成熟衰老機理的系統較完備，但在更深層次方面研究1-MCP對西葫蘆果實內部線粒體的調控機理尚未明確，本文通過對1-MCP處理在常溫貯藏下西葫蘆果實品質和生理生化的研究，探究1-MCP處理對西葫蘆果實線粒體抗氧化能力和能量代謝水平的調控機制，為1-MCP應用于采后西葫蘆貯藏保鮮技術提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西葫蘆 江蘇康潤農業科技發展有限公司提供，品種為‘泰山綠’，露地栽培。選取大小均勻、無機械損傷、且與實驗所需成熟度相符（成熟期）的西葫蘆；1-MCP 咸陽西秦生物科技有限公司；三氯乙酸（Trichloroacetic acid，TCA）、四氯化鈦、α-萘胺、亞油酸鈉、沒食子酸、聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpyrrolidone，PVP） 上海麥克林生物化學有限公司；乙酸鈉、30% H2O2（分析純）、愈創木酚（含量≥99%，化學純） 國藥集團化學試劑有限公司；硫酸、鹽酸

南京化學試劑股份有限公司；鹽酸羥胺、乙二胺四乙酸二鈉 西隴化工股份有限公司；琥珀酸鈉、5-甲基酚嗪硫酸甲酯（Phenazine methosulfate，PMS）、細胞色素C（含量≥95%，牛心）、牛血清白蛋白、N,N-二甲基對苯二胺 上海源葉生物科技有限公司；三羥甲基氨基甲烷（Trimethylol aminomethane，Tris）、考馬斯亮藍G-250、甘露醇 北京索萊寶科技有限公司。

CR-400 CHROMA METER色差儀 日本柯尼卡美能達有限公司；PAL-1G電子數顯折光儀ATAGO公司；Alpha-1860A紫外可見分光光度計上海譜元儀器有限公司；H1750R臺式高速冷凍離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；A11分析用研磨機 德國IKA；FE30實驗室電導率儀、FE20 Plus實驗室pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 材料及處理方法 挑選600個西葫蘆果實，隨機分為兩組置泡沫箱，分別進行如下處理：a.采用20 μL·L-1的1-MCP熏蒸處理24 h，打開泡沫箱通風1 h，將上述西葫蘆果實套塑料袋裝框后置于常溫（20±1 ℃）、相對濕度90%左右的環境中貯藏12 d；b.對照組（CK）：不用1-MCP處理但使用同樣操作。取樣點為-1（樣品當天運回未做任何處理之前，作為初始參考）、0、3、6、9、12 d。每個采樣點取30個果實。在每個采樣時間點測定果實品質和生理指標后，將西葫蘆果實去皮、去籽，果肉切塊，立即放到液氮中速凍，并保存在-80 ℃冰箱中以供進一步分析。試驗設置三個重復樣品。

1.2.2 失重率、總可溶性固形物的測定 果實失重率測定方法為取10個1-MCP處理過的西葫蘆果實，稱取每個貯藏時間點果實的重量，對照處理保持一致，重量記為M1，初始重量記為M0，單位以g計。計算公式為：

總可溶性固形物（TSS）測定方法為取新鮮西葫蘆果肉組織榨汁，使用ATAGO手持式折射儀測定，測定結果以%表示。

1.2.3 可溶性蛋白、總酚、VC含量的測定 可溶性蛋白含量的測定參考曹建康等[11]的方法略有改動。將新鮮西葫蘆果肉切碎并混合均勻，稱取1 g樣品，加入5 mL蒸餾水，渦旋混勻后在4 ℃、12000 g離心20 min，收集上清液4 ℃低溫保存。吸取1 mL上清（視蛋白質含量適當稀釋，計算時按照稀釋倍數計算即可），加入5 mL考馬斯亮藍G-250溶液，混合均勻，2 min后在波長595 nm處比色，標準曲線的制作方法為取六支試管依次按比例加入100 μg/mL的標準蛋白質溶液和蒸餾水，共計1 mL，混勻后按照樣品測定方法進行測定，重復測定三次。

總酚含量參考Qiu等[12]的方法略有改動。稱取2 g樣品，加入4 mL 1% HCl-乙醇溶液，4 ℃、12000 g離心20 min，收集上清液4 ℃低溫保存。取0.1 mL上清加入0.4 mL蒸餾水、2.5 mL福林酚、2 mL 7.5%碳酸鈉溶液，45 ℃水浴15 min，于765 nm下測定吸光值，重復測定三次。

VC含量的測定參考曹建康等[11]的方法，采用分光光度法，含量表示為mg·100 g-1，重復測定三次。

1.2.4 線粒體的提取 線粒體的提取參考Millar等[13]的方法略有改動，稱取6 g樣品，根據綠色植物組織的線粒體提取方法，按比例加入低溫預冷過的pH7.5 50 mmol·L-1Tris-HCl提取液（含1 mmol·L-1EDTA、0.25 mol·L-1蔗糖、0.3 mol·L-1甘露醇、0.1%半胱氨酸、0.1%BSA、0.5%PVP），渦旋混合均勻后經四層紗布過濾，使用玻璃棒攪拌收集濾液于50 mL離心管中，于4 ℃ 6000 g離心5 min，棄去沉淀，取上清采用同樣的步驟再離心一次。離心后得到的濾液以14000 g在4 ℃離心20 min，棄上清，收集沉淀，用20 mL pH7.2 10 mmol·L-1Tris-HCl洗滌液（含1 mmol·L-1EDTA、0.25 mol·L-1蔗糖、0.3 mol·L-1甘露醇、0.1%BSA）洗滌，于4 ℃ 14000 g離心20 min，洗滌過程重復三次，得到沉淀即為線粒體。將線粒體沉淀保存在1.5 mL pH7.2 10 mmol·L-1Tris-HCl懸浮液（含1 mmol·L-1EDTA、0.25 mol·L-1蔗糖、0.3 mol·L-1甘露醇）中，用于線粒體相關酶活性的測定，線粒體制備需現提現用，否則會破壞線粒體完整性，使實驗結果不準確。整個操作過程在冰浴條件下進行。

1.2.5 呼吸強度、線粒體MDA、H2O2、O2-·含量的測定

1.2.5.1 呼吸強度的測定 每個處理取1.2 kg左右（約3個）西葫蘆果實，放入密封的玻璃罐中1 h，采用CO2呼吸測定儀測呼吸速率，結果表示為CO2mg·kg-1·h-1。計算公式如下：

式中：1.96×103表示CO2密度，mg/L；V表示玻璃罐體積，L；A%為CO2測定儀數值；t為測定時間，h；m為樣品重量，kg。

1.2.5.2 線粒體MDA含量的測定 MDA含量的測定參考Li等[14]的方法略有改動。將以“1.2.4”方法制備的線粒體懸浮液渦旋攪拌30 s，使線粒體懸浮液混合均勻，取1 mL線粒體懸浮液加入2 mL 0.67% TBA，混勻后于置于水浴鍋中100 ℃煮沸30 min，待冷卻后4 ℃、12000 g下離心5 min，棄去沉淀，取線粒體上清液分別測定其在波長532nm和600 nm波長處的吸光值。

式中：V表示提取樣品液體積，mL；Vs表示測定液體積，mL；m表示樣品質量，g。

1.2.5.3 線粒體H2O2含量的測定 H2O2含量的測定參考曹健康等[11]的方法略有改動。取1 mL線粒體懸浮液加入0.1 mL 20%硫酸鈦和0.2 mL濃氨水，混勻后25 ℃保溫10 min后加入2 mol·L-1的硫酸3 mL，搖動使沉淀完全溶解，取上清液在測定其在波長415 nm處的吸光值。按照同樣的方法制作H2O2標準曲線，最終的H2O2含量表示為μmol·g-1FW。

式中：n表示標準曲線查得樣品中H2O2濃度，μmol；V表示提取樣品液體積，mL；Vs表示測定液體積，mL；m表示樣品質量，g。

1.2.5.4 線粒體O2-.產生速率的測定 O2-.含量的測定參考賈樂等[15]的方法略有改動。取1 mL線粒體懸浮液加入1 mL磷酸鈉緩沖液（pH7.8，50 mmol/L）和1 mL 1 mmol·L-1鹽酸羥胺溶液，混合均勻后在25 ℃下保溫20 min。取出后依次加入1 mL 17 mmol·L-1對氨基苯磺酸和1 mL mmol·L-1α-萘胺溶液，在25 ℃下再保溫30 min后進行顯色反應，測定在波長530 nm處的吸光值。最終的O2-.含量表示為nmol·min-1·g-1FW。

式中：n表示標準曲線查得樣品中O2-.物質的量，nmol；V表示提取樣品液體積，mL；Vs表示測定液體積，mL；m表示樣品質量，g；t表示反應時間，min。

1.2.6 線粒體SOD、APX、LOX活性的測定

1.2.6.1 線粒體SOD活性的測定 SOD活性測定的方法參考Zheng等[16]的方法略有改動。取7支規格一致的試管，測定管、光下對照管各三支，暗中對照管1支，每管按照順序加入試劑，依次加入50 mmol·L-1磷酸緩沖液1.7 mL，130 mmol·L-1甲硫氨酸溶液0.3 mL，1 mmol·L-1EDTA溶液0.3 mL，130 mmol·L-1氮藍四唑溶液0.3 mL，1 mmol·L-1核黃素溶液0.3 mL，最后加入0.1 mL線粒體懸浮液，混勻后立刻將6支試管置于4000 lx燈下顯色反應30 min，反應結束后立即用黑布遮蓋終止反應。以暗中對照管作為空白參比調零，測定其它管在560 nm處的吸光度值。SOD活性以每分鐘每克樣品反應體系對NBT光化還原的抑制為50%為1個酶活力單位，結果用U·g-1FW表示。

1.2.6.2 線粒體APX活性的測定 APX活性測定方法參考Sharma等[17]的方法略有改動，反應體系包含APX反應液2.5 mL、0.2 mL線粒體懸浮液和0.3 ml 2 mmol·L-1H2O2溶液。立即測定在290 nm處的吸光值，每30 s記錄一次數值，記錄3 min內的吸光值變化。APX的活性以每分鐘每克樣品吸光度變化0.01為1個酶活力單位，結果用U·g-1FW表示。

1.2.6.3 線粒體LOX活性的測定 LOX活性測定方法參考Mao等[18]的方法略有改動。3 mL反應體系中包含2.75 mL乙酸鈉緩沖液（pH5.6，0.05 mol·L-1），0.15 mL亞油酸鈉底物和0.1 mL線粒體懸浮液。在234 nm處連續反應3 min，每30 s計數一次，記錄3 min內的吸光值變化。LOX的活性以每分鐘每克樣品吸光度變化0.01為一個酶活力單位，結果用U·g-1FW表示。

1.2.7 線粒體SDH、CCO、H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性的測定

1.2.7.1 線粒體SDH活性的測定 SDH活性的測定參考Ackrell等[19]的方法稍作修改。取0.2 mL線粒體懸浮液，反應體系包括2.6 mL磷酸鉀緩沖液（pH7.4，0.2 mol·L-1）、0.1 mL 0.9 mmol·L-12,6-二氯酚靛酚鈉（DCPIP）。混勻后在30 ℃條件下孵育5 min，測定前加0.1 mL 0.33% PMS混勻后，測定DCPIP在600 nm處的變化。

1.2.7.2 線粒體CCO活性的測定 CCO活性測定參照Errede等[20]的方法并稍作修改。反應體系包括（2 mL蒸餾水、0.2 mL質量分數為0.04%的細胞色素C、0.2 mL線粒體懸浮液），將混合液在經過37 ℃、2 min的加熱之后，再加入0.4% N,N-二甲基對苯二胺溶液0.5 mL，混合均勻后再保溫3 min，在波長510 nm處測定吸光值的變化。CCO活性以每分鐘每克樣品吸光度變化0.01為一個酶活力單位，結果用U·g-1FW表示。

1.2.7.3 線粒體H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性的測定 H+-ATPase和Ca2+-ATPase的活性測定參考Jin等[21]的方法。H+-ATPase反應體系中含有0.7 mL pH8.0 30 mmol·L-1Tris-HCl緩沖液（含3 mmol·L-1MgSO4、50 mmol/LNaNO3、0.1 mmol·L-1Na3VO4、50 mmol·L-1KCl、0.1 mmol·L-1鉬酸銨）、0.1 mL線粒體懸浮液，待混勻后加入0.1 mL ATP-Tris（pH7.5，30 mmol·L-1）迅速啟動反應，反應在37 ℃保溫20 min，最后加入0.2 mL 55% TCA終止反應。最終結果用無機磷含量表示，以每克樣品每小時釋放1 μmol無機磷所需要的酶量為1個酶活力單位。Ca2＋-ATPase活性測定方法類同H＋-ATPase。

1.3 數據處理

所有數據為三個生物學重復樣品的平均值。采用Excel 2021和SPSS 25.0進行數據的分析處理，并將P＜0.05定義為具有顯著性差異，采用Origin 2021軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 1-MCP處理對西葫蘆果實常溫貯藏中失重率、TSS、可溶性蛋白、總酚、VC含量的影響

1-MCP處理對西葫蘆果實失重率、TSS、可溶性蛋白、總酚和VC含量變化的影響見圖1。圖1A顯示，西葫蘆果實的失重率隨著貯藏時間持續上升，但1-MCP處理可顯著減少果實的失重（P＜0.05）。貯藏到第12 d時，對照西葫蘆果實的失重率為5.81%，處理僅為3.18%，對照組失重率是1-MCP處理組的1.83倍。因此，1-MCP處理對于降低西葫蘆果實的失重有效。

果實中的TSS可以在一定程度上反應果實在貯藏期間品質和成熟度的變化趨勢。由圖1B可知，西葫蘆果實TSS并不表現出持續下降的現象，而是呈現先上升后下降的趨勢，1-MCP處理果實在第3 d后與對照TSS質量分數產生顯著差異（P＜0.05），第9 d和第12 d 處理組TSS分別比對照組高了19.8%、16.5%，因此，1-MCP處理可延緩TSS的下降，保持果實品質。

圖1 1-MCP處理對西葫蘆果實失重率（A）、TSS（B）、可溶性蛋白（C）、總酚（D）和VC（E）含量變化的影響Fig.1 Effects of 1-MCP treatment on weight loss rate (A), TSS (B), soluble protein (C), total phenol (D) and VC (E)contents of zucchini fruits

圖1C表明，對照組西葫蘆果實可溶性蛋白含量在0～3 d內緩慢下降，在3 d后迅速下降，而1-MCP處理的果實可溶性蛋白含量下降趨勢較平緩，且在3～12 d內的同一貯藏期內，處理組含量顯著高于對照組（P＜0.05），在第3 d，對照可溶性蛋白含量2.32 mg·g-1，在12 d為1.03 mg·g-1，期間下降了55.58%，而處理可溶性蛋白含量僅下降了34.39%，因此，1-MCP處理抑制了西葫蘆果實可溶性蛋白的降解過程。

果蔬中酚類物質的含量可以作為衡量抗氧化活性的指標之一。圖1D表明，西葫蘆果實在貯藏期間總酚含量呈先上升后下降的趨勢。在貯藏第3 d和第9 d，對照組和處理組的總酚含量分別達到頂峰17.09、19.47 mg·100 g-1，而后開始下降，但在下降期間1-MCP處理的果實總酚含量依然顯著高于對照（P＜0.05），在貯藏12 d時處理組總酚含量是對照的1.44倍，故1-MCP處理延緩了西葫蘆果實總酚含量的下降。

VC作為重要的抗氧化物質，在防止果實氧化方面起重要作用。如圖1E所示，VC含量隨著貯藏時間的延長不斷下降，且在貯藏期內20 μL·L-11-MCP處理過的西葫蘆果實與對照組變化趨勢相同，在貯藏初期0～6 d緩慢下降，6～12 d下降速度明顯加快，在貯藏期間，1-MCP處理的西葫蘆果實VC含量顯著高于對照組西葫蘆，在貯藏的第9 d，處理果實VC含量分別為16.52 mg·100 g-1，比處理組高1.25 mg·100 g-1。因此，1-MCP處理減少了西葫蘆果實中VC的氧化。

2.2 1-MCP處理對西葫蘆果實常溫貯藏中呼吸強度、線粒體MDA、H2O2含量、O2-·產生速率的影響

呼吸是新陳代謝的主導過程，是采后最主要的生理活動，也是生命存在的重要標志。貯藏期間1-MCP處理對西葫蘆果實呼吸影響見圖2A。由圖2A可知，貯藏期間西葫蘆果實的呼吸強度呈下降趨勢，且經過1-MCP處理的西葫蘆果實其呼吸強度顯著低于對照果實（P＜0.05），且在每個取樣點對照組西葫蘆的呼吸強度均比處理組強10 mg·kg-1·h-1以上。如第3 d，處理組與對照組西葫蘆的呼吸強度分別為44.34、83.41 mg·kg-1·h-1，前者僅為后者的53.2%。這一結果表明，1-MCP對西葫蘆果實的呼吸作用影響巨大，抑制呼吸有利于減少呼吸消耗，進而有利于果實品質的保持。

圖2 1-MCP處理對西葫蘆果實呼吸強度（A）、線粒體MDA（B）、H2O2含量（C）、O2-·產生速率變化（D）的影響Fig.2 Effects of 1-MCP treatment on respiration intensity (A),mitochondrial MDA (B), H2O2 content (C) and O2-· (D)production rate of zucchini fruits

線粒體MDA積累是產生線粒體膜脂過氧化的主要原因，積累過多會影響果實生理代謝。1-MCP對西葫蘆果實線粒體MDA的影響如圖2B。由圖2B可知，貯藏期間西葫蘆果實線粒體MDA含量呈持續上升趨勢，在0～3 d內上升速度較快，在貯藏3～12 d內對照組果實的線粒體MDA含量顯著高于處理組（P＜0.05），如第6、9、12 d對照組的線粒體MDA含量分別是處理組的1.17、1.14、1.15倍，說明1-MCP處理能顯著抑制西葫蘆果實的線粒體MDA含量，減少膜脂過氧化程度，降低線粒體膜結構損傷。

H2O2和O2-.是衡量ROS的重要指標，由圖2C、圖2D可見，在同一貯藏期內，線粒體H2O2和O2-.產生速率的變化趨勢都表現為先上升后下降，進一步研究發現，從第3 d開始，1-MCP處理的西葫蘆果實顯著抑制了線粒體內H2O2和O2-.含量的升高，在貯藏第9 d，處理組線粒體H2O2的含量為1.21 μmol·g-1，比對照組低23.29%。對于O2-.來說，處理組O2-.的產生速率分別為12.65 nmol·g-1·min-1，低于對照西葫蘆果實10.51%。因此，1-MCP處理可以顯著抑制西葫蘆果實線粒體H2O2含量和O2-.產生速率，減少了果實組織內ROS含量，對保持果蔬品質具有重要作用。

2.3 1-MCP處理對西葫蘆果實常溫貯藏中線粒體SOD、APX、LOX活性的影響

SOD、APX是抗氧化物酶，是清除ROS自由基的主要酶，在保持ROS代謝平衡中發揮著重要作用。如圖3A所示，西葫蘆果實線粒體SOD活性呈現先上升后下降的趨勢，在貯藏中期（3～9 d），1-MCP處理的西葫蘆果實線粒體SOD活性顯著高于對照組（P＜0.05），而在前期和末期沒有顯著差異（P＜0.05），推測可能SOD在貯藏中期發揮的清除ROS的能力較大。貯藏至第3 d和第6 d，處理組線粒體SOD活性是對照組的1.23、1.15倍。1-MCP處理對西葫蘆果實線粒體APX的影響如圖3B所示，APX活性變化趨勢表現為先上升后下降，且處理組和對照組一致，在第3 d達到高峰，在貯藏中期（3～6 d）和末期第12d處理組與對照組呈現顯著性差異（P＜0.05），第3 d、第6 d的處理組APX活性分別為3.1、2.44 U·g-1，比對照高了0.37、0.34 U·g-1。因此，1-MCP處理對采后西葫蘆果實線粒體SOD、APX活性的下降有延緩作用，增強系統抗氧化能力，減少氧化損傷。

圖3C表明，西葫蘆果實線粒體LOX活性在貯藏期間持續上升，在第9 d和第12 d，對照組果實線粒體LOX活性為43.2、44.27 U·g-1，較第3 d上升了13.6、14.67 U·g-1。1-MCP處理的西葫蘆果實線粒體LOX活性在貯藏期間始終低于對照組，且從第3 d開始，對照組線粒體LOX活性與處理組出現顯著性差異（P＜0.05）。因此，1-MCP處理抑制了西葫蘆果實線粒體LOX活性的上升。

圖3 1-MCP對西葫蘆果實線粒體SOD（A）、APX（B）和LOX（C）活性的影響Fig.3 Effects of 1-MCP on the SOD (A), APX (B) and LOX(C) activities in mitochondria of zucchini fruits

2.4 1-MCP處理對西葫蘆果實常溫貯藏中SDH、CCO、H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性的影響

SDH是線粒體能量代謝的關鍵酶，是三羧酸循環（TCA）的關鍵酶。如圖4A所示，貯藏期間SDH活性呈波動狀態，且1-MCP處理西葫蘆果實的SDH活性始終顯著高于同時間的對照（P＜0.05）。SDH活性在第3 d達到最高峰，處理組和對照組分別為0.98、0.79 U·g-1，是貯藏末期（12 d）活性的2.36和4.33倍。CCO是電子傳遞鏈末端的氧化酶，也是能量代謝中的關鍵酶。如圖4B所示，其變化趨勢與SDH相似，其中對照組果實CCO活性下降較明顯，值得注意的是，處理組果實CCO活性在貯藏期間都顯著高于對照組（P＜0.05）。如在貯藏第6 d，對照組CCO活性為3.76 U·g-1，僅為處理組的21.45%。1-MCP處理能夠保持西葫蘆果實SDH、CCO活性在貯藏期間處于較高水平。

圖4 1-MCP處理對西葫蘆線粒體SDH（A）、CCO（B）、H+-ATPase（C）和Ca2+-ATPase（D）活性的影響Fig.4 Effects of 1-MCP on SDH (A), CCO (B), H+-ATPase (C)and Ca2+-ATPase (D) activity of zucchini fruits

1-MCP處理對西葫蘆果實的H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性影響如圖4C、圖4D所示，在貯藏期間活性變化趨勢呈波動狀態，這與前面提到的SDH與CCO活性的變化趨勢是保持一致的，且與CCO活性變化趨勢相同，在貯藏的第6 d達到最高點。進一步研究發現，第6 d處理組果實的H+-ATPase和Ca2+-ATPase分別是對照組的1.05和1.22倍。H+-ATPase在貯藏期第3 d到貯藏末期（12 d），對照組活性變化顯著低于處理組（P＜0.05），而對照組Ca2+-ATPase活性在整個貯藏期內都顯著低于處理組（P＜0.05）。

2.5 相關性分析

如表1相關性數據分析可知，采后西葫蘆果實的呼吸強度與總酚呈顯著性負相關（P＜0.05），與SOD呈極顯著性負相關（P＜0.01）；TSS與可溶性蛋白、VC、總酚、SOD、APX、SDH都呈現顯著性正相關（P＜0.05），與線粒體MDA、LOX呈極顯著性負相關（P＜0.01），VC與MDA、LOX呈極顯著性負相關（P＜0.01）；MDA與LOX呈極顯著正相關（P＜0.01），與APX、SDH呈顯著負相關（P＜0.05）；實驗結果表明，1-MCP處理西葫蘆果實采后品質與線粒體抗氧化和能量代謝的關系極為密切。

表1 1-MCP處理西葫蘆果實采后各項生理指標的相關性Table 1 Correlation of physiological indexes of postharvest zucchini fruits treated by 1-MCP

3 討論

3.1 1-MCP處理對西葫蘆果實采后生理品質的影響

常溫貯藏期間，營養物質會隨著貯藏時間的延長不斷損失，果實出現萎縮、組織松軟、內容物流出等現象，嚴重影響商品價值。本實驗研究表明，1-MCP處理可以降低西葫蘆果實呼吸強度，減少失水，這與前人的研究結果一致[22]。西葫蘆果實的TSS變化趨勢為先上升后下降，表明可能是西葫蘆果實在貯藏初期過程中呼吸作用強消耗能量，導致失水，可溶性固形物含量出現短暫上升趨勢。可溶性蛋白也是衡量果實成熟衰老的重要指標，是絕大多數果蔬主要的底物和能量物質[23]，本實驗結果表明1-MCP處理保持了西葫蘆果實可溶性蛋白的含量，這與李君蘭等[24]的研究結果一致。許多研究結果表明[25-26]，酚類物質和VC是果實中重要的抗氧化物質，通過非酶促代謝參與著機體內抗氧化過程，在清除ROS自由基方面具有重要作用。相關性分析的結果顯示：VC與MDA呈極顯著性負相關、與APX呈極顯著性正相關，總酚與SOD呈極顯著性正相關（P＜0.01），表明VC抑制MDA的積累，并且和總酚一同作為抗氧化物質與SOD、APX協同作用參與機體內抗氧化過程。本研究結果表明，1-MCP處理能夠保持西葫蘆較高的TSS、總酚和VC含量，減少貯藏期間的損失。綜上所述，1-MCP在貯藏期間降低了西葫蘆果實呼吸強度、失重率，維持了TSS、可溶性蛋白、總酚、VC的含量，保持了果實良好的品質。

3.2 1-MCP處理對西葫蘆果實線粒體抗氧化作用的影響

ROS與果蔬成熟衰老密切相關，其一方面它協助細胞進行正常的生理活動，另一方面它的積累會引起線粒體內膜通透性、膜內氧化還原電勢降低，引起膜脂過氧化，對細胞器造成嚴重的損傷，破壞線粒體的完整性；ROS還參與線粒體凋亡、細胞分化及基因表達的調控[27]。當然，線粒體中也存在SOD、CAT、APX等去消除ROS產生的損傷，如SOD，其作為抗氧化的第一道防線，能催化超氧化物如O2-·分解生成水（H2O）和氧氣（O2）[28]，CAT的作用是分解過氧化氫H2O2生成H2O，APX可以催化分解抗壞血酸鹽[29]。線粒體內多種抗氧化物酶相互協作，共同抵御ROS，保護線粒體膜結構和功能，從而保持線粒體膜的氧化平衡和膜結構完整性。前人研究表明，15 μmol·L-1一氧化氮（NO）處理可以減少冷藏桃果實線粒體ROS含量的累積，保持較高的SOD、CAT、POD的活性[30]。本研究中，在貯藏期間H2O2含量和O2-·產生速率均是對照組較處理組高，且1-MCP處理也保持了線粒體較高的SOD、APX的活性，推測是1-MCP通過提高果實線粒體SOD、APX的活性，抑制ROS的積累，維持ROS平衡。這一結果與胡珊等[31]的報道一致。LOX是引起膜脂過氧化作用的重要酶，根據相關性分析的結果顯示，MDA與APX呈極顯著性正相關、與LOX呈極顯著性正相關（P＜0.01），表明西葫蘆果實線粒體內的抗氧化物酶APX參與抗氧化過程，抑制了MDA含量的上升，且線粒體MDA的含量會影響膜脂過氧化程度高低。本研究結果表明，1-MCP處理能有效抑制LOX活性的上升，延緩西葫蘆線粒體MDA含量的上升，表明1-MCP減輕西葫蘆膜脂過氧化作用明顯，這與Jing等[32]的研究結果一致。綜上所述，與對照組相比，1-MCP處理可以提高西葫蘆果實線粒體抗氧化酶SOD、APX的活性，降低LOX活性，清除線粒體過多的ROS、減少MDA的積累，降低膜結構損傷，保持線粒體內氧化還原平衡，保持線粒體正常功能。

3.3 1-MCP處理對西葫蘆果實線粒體能量代謝的影響

線粒體是能量產生的主要場所，SDH、CCO都是線粒體內膜上的標志酶，其活性能反映線粒體能量狀態，SDH在TCA中將琥珀酸轉變為延胡索酸，為呼吸鏈提供電子進行產能[33]。CCO作為電子傳遞鏈末端的酶，具有質子泵的作用可將H+泵到膜間，同時能將電子從細胞色素C傳遞給O2，在電子傳遞過程中生成大量ATP，用于生物體內各種生命活動[8]。ATP的生成與能量代謝相關酶密不可分，線粒體膜結構和功能的損傷會使得這些酶的活性受到影響，使得果蔬在采后出現氧化脅迫、呼吸鏈受損，造成ATP合成速度減慢、細胞能量供應不足、代謝紊亂，細胞出現死亡[28]。H+-ATPase是細胞膜質子泵，泵出H+在膜內外產生電化學梯度，產生跨膜電動勢，催化ATP的生成，Ca2+-ATPase是線粒體內膜Ca2+泵，維持膜內外Ca2+的平衡，若Ca2+平衡被打破，則會導致線粒體膜受損，引發線粒體功能障礙[34]。本研究結果表明，在貯藏前期，西葫蘆果實的SDH、CCO、H+-ATPase、Ca2+-ATPase有一個上升的過程，這可能是由于前期果實在面對逆境脅迫所表現出的為抵御脅迫刺激能量上升的應激反應，在貯藏后期，西葫蘆果實的SDH、CCO、H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性隨貯藏時間都呈現下降的趨勢，這是由于線粒體ROS爆發，線粒體膜完整性被破壞，相關酶活性降低，線粒體功能受到損傷、果實組織逐漸衰老。1-MCP處理提高了SDH、CCO、H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性，保持正常的能量供應，保證機體正常生命活動。研究表明NO處理可以維持桃果實貯藏期間SDH、CCO的活性，且能量不足會產生更多的ROS攻擊細胞膜，因此，維持果實內高能量水平對保持果實品質具有重要的作用[35]。此外，能量代謝與抗氧化代謝還存在密切的關系，根據相關性分析的結果顯示，SDH與果實品質相關指標TSS、可溶性蛋白、總酚、VC呈極顯著性正相關、與抗氧化物酶SOD、APX呈極顯著性正相關、與LOX呈極顯著性負相關（P＜0.01）。這表明維持能量水平可以保持果實品質，并可能從一定水平上調節誘導抗氧化物酶的活性，從而調控果實成熟衰老，這與前人的研究結果一致[36]。

4 結論

20 μL·L-11-MCP處理對西葫蘆果實的品質和生理生化特性的影響主要表現在：1-MCP處理可以抑制西葫蘆果實生理活動，降低呼吸強度和失重率，減少TSS、可溶性蛋白含量的損失，維持較高的總酚、VC等抗氧化物質含量，有利于保持果實良好的品質，延緩衰老。更深入地分析發現，20 μL·L-1的1-MCP處理可以抑制果實線粒體ROS含量的上升，延緩MDA、LOX上升，保持線粒體抗氧化物酶SOD、APX的活性，減輕膜脂過氧化，保護線粒體膜免受損傷；在能量水平上，20 μL·L-11-MCP處理還能保持西葫蘆果實線粒體能量代謝酶SDH、CCO、H+-ATPase、Ca2+-ATPase的活性，維持果實組織的正常能量代謝。以上研究結果為1-MCP處理應用于果蔬采后保鮮方面提供了理論依據，今后的努力方向應從分子水平上對1-MCP調控成熟衰老機理進行深入研究。