柿果实乙烯合成启动与氧化还原电位及相关酶活性的关系

摘要

柿是我国的特色水果，具有广阔的国际市场，但采后储藏问题严重阻碍柿产业的发展。控制乙烯代谢对于延长果实储藏期具有重要意义，但目前包括柿果实在内，果实的乙烯生物合成的启动机制尚不清楚。本研究以广西特色品种‘恭城月柿’为实验材料，模式植物番茄为对照，进行果实的乙烯生物合成的启动机制研究。通过对采前树上着生和采后贮藏期间的果实进行处理，测定乙烯高峰前后果实的乙烯生成量、表观氧化还原电位（ORP）、果肉硬度、ACS活性、ACO活性、抗氧化酶活性等生理指标，探究月柿果实乙烯合成启动与ORP及相关酶的关系，揭示乙烯合成启动机制。研究结果表明:　　1.模式植物番茄果实的乙烯合成启动机制。通过对番茄进行成串采收发现，整个贮藏期，串收番茄的乙烯生成量明显低于对照的常规单果采收。其中，砧木1号栽培Ⅰ区的串收番茄的乙烯生成量，采后5d即下降至最低点（0.35nl·g-1h-1），显著低于其对照(1.36nl·g-1h-1)，其他栽培区和砧木组合的串收番茄，在采后15d乙烯生成量均达到最低值。串收番茄的类胡萝卜素、番茄红素和抗坏血酸等果实内天然抗氧化物质的含量，在贮藏前期快速升高，且峰值显著高于对照。此外，成串采收还一定程度上抑制了果实后熟阶段可溶性糖的积累和可滴定酸的分解。因此，成串采收保留了植株母体（树体）对果实的物质供应，使采后的果实接近于着生树体的状态。这种动态物质流对乙烯的生物合成起到负调控作用，并导致果实内抗氧化物质的增加，降低氧化伤害，延缓果实软化衰老。　　2.柿果实采前着生树体期间乙烯合成启动机制。通过对环剥后的月柿结果枝采用保留叶片或摘叶处理发现:幼果期时，摘叶处理果实的乙烯生成量在处理后4d出现峰值（4.67nl·g-1h-1），ORP值与ACS活性在处理后2d时达到最大值，均显著高于保留叶片组和CK。摘叶处理的果实内源AsA含量在处理后迅速下降，2d时降至最低(6.19mg·g-1)。在处理后初期，摘叶处理的果实APX、GR、SOD、CAT的活性以及可溶性糖、类胡萝卜素的含量均高于其他各处理。因此，摘除幼果期月柿结果枝的叶片可以诱发果实内乙烯的生物合成，且在乙烯启动前，柿果实内的氧化还原平衡逐渐向氧化方向进行（ORP值升高），其抗氧化系统和自由基代谢系统的酶也较为活跃。　　3.柿果实采后贮藏期间乙烯合成启动机制。以成熟期月柿为实验材料，研究乙烯利处理与乙烯利+AsA组合处理的柿果实在贮藏期间乙烯合成启动与ORP及相关酶活性的关系之间的差异，结果表明:乙烯利处理的果实ORP值在贮藏8d时出现峰值(13.68mv·g-1)，随后在贮藏9d乙烯生成量达到最大值（1.0649nl·g-1h-1），显著高于CK和AsA处理的果实。乙烯合成启动前，经AsA处理的果实ACS、APX、GR的活性在处理后0-6d内，SOD和CAT活性在贮藏4d后均低于乙烯利处理组。此外在整个贮藏期间，AsA处理的果实可溶性糖和类胡萝卜素含量整体低于乙烯利处理组，而硬度则相对较高。因此，乙烯利刺激后的果实再用AsA处理能促进内源AsA含量的增加，从而抑制了贮藏前中期果实内抗氧化系统和贮藏中后期自由基代谢系统的酶活性，减缓了果实内氧化还原平衡（ORP）的升高，抑制了乙烯的生物合成。　　由此提出乙烯启动机制的猜想:外界刺激或后熟产生氧化胁迫后，果实内的抗氧化系统和自由基代谢系统的酶活性逐渐增强以抵御活性氧自由基的伤害。当抗氧化系统和自由基代谢系统对自由基的清除速率低于生成速率时，果实内氧化还原状态(ORP)向氧化增强的方向进行，在ORP达到某一阈值时，激活ACO，启动乙烯合成，果实完成后熟且硬度迅速下降。

目录

声明

摘要

缩略词表

1．1 柿的生产及研究现状

1．1．1 柿子的生产现状

1．1．2 柿子的研究现状

1．1．3 柿采后软化的问题

1．2 果实乙烯合成启动的相关研究

1．2．1 乙烯合成及调节机制

1．2．2 乙烯的信号转导

1．2．3 乙烯合成启动机制的研究

1．3 果实电化学的研究现状

1．3．1 电化学在植物体上的应用

1．3．2 氧化还原电位的研究现状

1．4 过氧化物防御系统的研究

1．5 本研究的目的与意义

第二章 模式植物番茄果实的乙烯合成启动机制

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．4 实验数据分析

2．2 结果与分析

2．2．1 番茄成串采收对果实采后乙烯合成的影响

2．2．2 番茄成串采收对果实抗氧化营养素含量的影响

2．2．3 番茄成串采收对果实贮藏品质的影响

2．3 讨论

2．3．1 采收方式对果实采后乙烯合成的影响

2．3．2 采收方式对果实采后生理及贮藏品质的影响

2．3．3 番茄成串采收对果实保鲜的作用机制

第三章 柿果实采前着生树体期间乙烯合成的启动机制

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验仪器及药品

3．1．3 实验处理

3．1．4 实验方法

3．2 结果与分析

3．2．1 果实表观氧化还原电位(ORP)、乙烯生成量及果实硬度的变化

3．2．2 乙烯合成关键酶活性的变化

3．2．3 果实抗氧化系统及相关酶活性

3．2．4 果实活性氧代谢相关酶活性

3．2．5 乙烯合成启动与果实贮藏品质的关系

3．3 讨论

3．3．2 乙烯合成的启动与相关酶活性的关系

3．3．3 乙烯合成的启动与果实贮藏品质的关系

第四章 柿果实采后贮藏期间乙烯合成的启动机制

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验仪器与药品

4．1．3 实验处理

4．1．4 实验方法

4．2 结果与分析

4．2．1 果实表观氧化还原电位(ORP)、乙烯生成量及果实硬度的变化

4．2．2 乙烯合成关键酶活性的变化

4．2．3 果实抗氧化系统及相关酶活性

4．2．4 果实活性氧代谢相关酶活性

4．2．5 乙烯合成启动与果实贮藏品质的关系

4．3 讨论

4．3．1 乙烯合成的启动与氧化还原电位的关系

4．3．2 乙烯合成的启动与相关酶活性的关系

4．3．3 乙烯合成的启动与果实贮藏品质的关系

第五章 全文讨论与结论

5．1 乙烯合成启动与物质流的负调控作用的关系

5．2 乙烯合成启动与氧化还原电位的关系

5．3 乙烯合成启动与果实过氧化物防御系统的关系

5．4 乙烯合成启动的模型

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况