紙片型1—MCP對楊桃果實采后病害的抑制與抗病相關酶的誘導

林媛　孫鈞政　陳藝暉　林藝芬　蔣璇靚　林河通

摘 要 研究紙片型1-MCP（1-甲基環(huán)丙烯）處理對采后‘香蜜甜楊桃果實病害指數、抗病相關酶活性和總酚含量的影響。采后楊桃果實用0（對照）和0.6 μL/L的紙片型1-MCP處理12 h后，在（15±1）℃下貯藏。貯藏期間定期測定果實病害指數、果實抗病相關酶如幾丁質酶（CHI）、β-1，3-葡聚糖酶（GLU）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性及總酚含量的變化。結果顯示：與對照果實相比，紙片型1-MCP處理能有效降低楊桃果實病害指數，提高CHI、GLU、PAL、PPO和POD的活性，保持較高的總酚含量。表明紙片型1-MCP對抑制楊桃果實采后病害的發(fā)生與抗病相關酶活性的升高及酚類物質的合成有關。

關鍵詞 楊桃；果實；紙片型1-MCP；采后病害；抗病相關酶；總酚

中圖分類號 TS255.3；S663 文獻標識碼 A

Abstract The effects of paper containing 1-methylcyclopropene（1-MCP）treatment on fruit disease index， the activities of defense-related enzymes and total phenolic content in harvested‘XiangmiAverthoa carambola（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）fruit were investigated. The harvested fruit were treated with 0 and 0.6 μL/L 1-MCP for 12 h respectively， and then stored at（15±1）℃. During storage， fruit disease index and activities of defense-related enzymes including chitinase（CHI）， β-1，3-glucanase（GLU）， phenylalanine ammonia-lyase（PAL）， polyphenol oxidase （PPO）and peroxidase（POD）， and content of total phenolic in harvested fruit were determined. The results showed that compared with the control fruit， paper containing 1-MCP treatment could significantly decrease fruit disease index， whereas， increase activities of CHI， GLU， PAL， PPO and POD as well as the levels of total phenolic content. From the results， it could be concluded that inhibition of postharvest disease of Averthoa carambola fruit by paper containing 1-MCP treatment was related to the increment of the activities of defense-related enzymes and biosynthesis of phenolics.

Key words Carambola（Averrhoa carambola Linn.）； Fruit； Paper containing 1-MCP； Postharvest disease； Defense-related enzymes； Total phenolic

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.06.020

楊桃（Averrhoa carambola Linn.），又名五星果，屬熱帶、南亞熱帶呼吸躍變型水果，果實以其皮薄肉厚、清爽多汁、酸甜可口而深受廣大消費者青睞[1]。然而，楊桃果實采后不耐貯藏，采后易遭受病原菌侵染而發(fā)生腐爛變質[2]。低溫結合化學殺菌劑能較好的抑制病原菌生長、防治楊桃果實采后病害的發(fā)生。但化學殺菌劑處理不符合消費者的需求，由化學殺菌劑引起的藥物殘留、環(huán)境污染及危害人體健康等問題日益凸顯，使得越來越多的化學殺菌劑已被禁止用于果蔬采后處理。因此，開發(fā)安全、高效和環(huán)保的采后病害防控技術是當前生產亟待解決的問題。

紙片型1-MCP（紙片型1-甲基環(huán)丙烯，paper containing 1-MCP）是采用獨特的包埋技術研制開發(fā)的新型乙烯受體抑制劑，具有無毒、高效、安全等優(yōu)點，提高了1-MCP存儲期的穩(wěn)定性，在果蔬采后處理現場使用方便、可精確控制濃度[3]。近年來的研究發(fā)現，1-MCP不僅能有效控制采后果實的軟化和腐爛，其在誘導果實抗性方面的效果尤為顯著[4-6]。如1-MCP能顯著抑制棗果實和桃果實貯藏期間青霉病的發(fā)生[4-5]。1-MCP還能顯著抑制梨果實冷藏期間黑皮病的發(fā)生[6]。筆者前期的研究表明，紙片型1-MCP能有效降低楊桃果實的呼吸強度，抑制楊桃果實外觀顏色轉變，延緩楊桃果實硬度的下降，保持楊桃果實較高的活性氧清除能力，降低楊桃果實超氧自由基產生速率和膜脂過氧化產物丙二醛的含量，有效延緩采后楊桃果實衰老進程，較好保持楊桃果實品質，減少采后楊桃果實失重和腐爛[1-2，7]。但目前未見紙片型1-MCP對采后楊桃果實病害控制效果及抗病相關酶活性影響的研究報道。本研究以‘香蜜甜楊桃果實為材料，研究紙片型1-MCP處理對采后楊桃果實病害指數、抗病相關酶活性和總酚含量的影響，以期為生產上應用紙片型1-MCP控制楊桃果實采后病害、延長果實保鮮期提供科學依據和生產實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料

紙片型1-MCP購自臺灣利統股份有限公司，產品規(guī)格為20 cm×25 cm。根據處理濃度裁取適宜大小的紙片型1-MCP，將其用蒸餾水噴濕后平鋪于果實表面，在密閉的泡沫箱中可緩慢釋放1-MCP氣體。

‘香蜜甜楊桃（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）果實約八成熟，于2014年11月采自福建省漳州市漳浦縣石榴鎮(zhèn)果園。果實采用泡沫網袋單果包裝，當天運至福建農林大學農產品產后技術研究所，挑選大小和色澤基本一致、無損傷、無病蟲害的果實為試驗材料。果實先用無菌水清洗，然后用0.5%（V/V）二氧化氯溶液浸泡消毒5 min，晾干后待用。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 筆者前期研究了在（15±1）℃條件下，0.3、0.6和0.9 μL/L紙片型1-MCP處理對‘香蜜甜楊桃果實保鮮效果的影響。結果表明，0.6 μL/L紙片型1-MCP處理的效果最好，楊桃果實腐爛率最低[7]。因此，本試驗選取紙片型1-MCP的處理濃度為0.6 μL/L。

隨機取30個楊桃果實用于測定采收當天有關指標。另外1 440個果實隨機分成6組（240個果實/組），其中3組作為對照處理，另外3組作為紙片型1-MCP處理。（1）對照處理：果實在（15±1）℃下密閉12 h；（2）紙片型1-MCP處理：果實在（15±1）℃下用0.6 μL/L紙片型1-MCP密閉處理12 h。上述每一處理重復3次。將各處理組果實用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋包裝，每個處理40袋，每袋裝果6個，之后在（15±1）℃、相對濕度90%條件下貯藏，貯藏期間每隔3 d取5袋（30個）果實觀察果實病害指數和測定相關指標。

1.2.2 測定指標與方法

（1）果實病害指數的測定。每次隨機取5袋（30個）楊桃果實，按照陳藝暉等[8]的方法測定楊桃果實病害指數。楊桃果實病害指數=Σ（病害級數×該級果數）/（總果數×發(fā)病最重級的代表數值）。

（2）果實幾丁質酶（CHI）和β-1，3-葡聚糖酶（GLU）活性的測定。按照李輝等[9]的方法測定楊桃果實CHI和GLU活性，以每小時生成1 nmol N-乙酰葡糖胺為1個CHI活力單位（U）、以每小時生成1 μmol葡萄糖為1個GLU活力單位（U），結果以U/mg protein表示。

（3）果實苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）活性和總酚含量的測定。按照李輝等[9]的方法測定楊桃果實PAL、PPO、POD活性和總酚含量，以反應液在OD290 nm每小時變化0.01為一個PAL活力單位（U）、以反應液在OD410 nm每分鐘變化0.01為一個PPO活力單位（U）、以反應液在OD460 nm每分鐘變化0.01為一個POD活力單位（U），結果以U/mg protein表示。楊桃果實總酚含量以沒食子酸做標準曲線計算，結果以μg/g FW表示。

（4）果實酶提取液的蛋白質含量測定。按照陳藝暉等[8]的考馬斯亮藍G250染色法測定楊桃果實酶提取液的蛋白質含量，以牛血清蛋白作標準曲線。

1.3 數據處理

以上各指標測定均重復3次，采用SPSS17.0數據分析軟件進行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比較法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 紙片型1-MCP處理對采后楊桃果實病害指數的影響

由圖1可知，在貯藏0～6 d內，對照楊桃果實無感?。辉谫A藏6～15 d內，楊桃果實病害指數緩慢上升；貯藏15 d后，楊桃果實病害指數快速上升，貯藏24 d時，其果實病害指數高達0.87。而經紙片型1-MCP處理的楊桃果實在整個采后貯藏期間，其病害指數上升緩慢，貯藏24 d時，其果實病害指數僅為0.31。統計分析結果表明，在貯藏15～24 d內，經紙片型1-MCP處理的楊桃果實病害指數極顯著（p<0.01）低于對照楊桃果實。上述結果表明，紙片型1-MCP處理能有效控制楊桃果實貯藏后期（15～24 d）病害的發(fā)生。

2.2 紙片型1-MCP處理對采后楊桃果實CHI和GLU活性的影響

由圖2可知，在貯藏0～9 d內，對照楊桃果實CHI和GLU活性上升緩慢；在貯藏9～15 d內快速上升，而貯藏15 d后則下降。經紙片型1-MCP處理的楊桃果實CHI和GLU活性在貯藏0～18 d內快速上升，貯藏18 d時達到酶活性高峰，其活性分別是采收當天的2.9倍和2.6倍；貯藏18 d后則緩慢下降。統計分析表明，在貯藏15～24 d內，紙片型1-MCP處理的楊桃果實CHI和GLU活性極顯著（p<0.01）高于對照組楊桃果實。上述結果表明，紙片型1-MCP處理能顯著提高采后楊桃果實CHI、GLU等抗病相關酶活性。

2.3 紙片型1-MCP處理對采后楊桃果實PAL、PPO、POD活性和總酚含量的影響

由圖3-A可知，在貯藏0～6 d內，對照與紙片型1-MCP處理的楊桃果實PAL活性均呈快速下降趨勢。貯藏6 d之后，對照楊桃果實PAL活性下降緩慢；而紙片型1-MCP處理的楊桃果實PAL活性在貯藏6～21 d內急劇上升。統計分析結果表明，在貯藏12～24 d內，紙片型1-MCP處理的楊桃果實PAL活性極顯著（p<0.01）高于對照組楊桃果實。

由圖3-B可以看出，對照楊桃果實PPO活性在貯藏0～3 d內快速上升，3～15 d內變化不顯著，貯藏15 d之后則快速下降。而紙片型1-MCP處理的楊桃果實PPO活性在貯藏0～21 d內總體呈上升趨勢，貯藏21 d之后較快下降。在貯藏6～24 d內，紙片型1-MCP處理的楊桃果實PPO活性均高于對照楊桃果實。其中貯藏21 d時，紙片型1-MCP處理和對照楊桃果實的PPO活性分別為11.7和5.7 U/mg protein，兩者之間的差異極顯著（p<0.01）。

由圖3-C可以看出，對照楊桃果實POD活性在貯藏0～3 d內較快下降，3～15 d內快速上升，在15 d時達到高峰，之后快速下降。紙片型1-MCP處理的楊桃果實POD活性在采后整個貯藏期間均高于對照楊桃果實。在貯藏3～24 d內，經紙片型1-MCP處理的楊桃果實POD活性顯著（p<0.05）高于對照楊桃果實。

由圖3-D可知，在采后整個貯藏期間，對照和紙片型1-MCP處理的楊桃果實總酚含量都呈現先快速上升而后下降的趨勢。在貯藏3～24 d內，經紙片型1-MCP處理的楊桃果實總酚含量顯著（p<0.05）高于對照楊桃果實。

上述結果表明，紙片型1-MCP處理可提高采后楊桃果實PAL、PPO、POD等抗病相關酶活性，并保持較高的抗病相關物質總酚的含量。

3 討論與結論

果實腐爛是楊桃果實采后最為突出的問題，導致巨大的經濟損失，是限制楊桃果實長期貯藏和遠距離運銷的主要因素[1，7]。楊桃果實采后腐爛與病原菌的侵染有關，由病原菌侵染引起的楊桃果實采后腐爛是目前生產上亟待解決的問題。本研究中，在貯藏0～12 d內，處理組與對照組的楊桃果實病害指數差異不顯著（p>0.05），表明楊桃果實在采后貯藏初期（0～12 d）具有較強的抵御病原菌侵染能力。貯藏15 d后，對照組楊桃果實病害指數極顯著（p<0.01）高于處理組（圖1），這與貯藏后期（15～24 d）對照組楊桃果實抵御病原菌侵染能力下降、導致果實大量發(fā)病，而紙片型1-MCP處理能保持楊桃果實較高的抵御病原菌侵染能力有關。據此認為，紙片型1-MCP處理能有效控制楊桃果實貯藏后期（15～24 d）病害的發(fā)生，這與1-MCP處理防治棗[4]、桃[5]、碭山酥梨[6]等果實采后真菌性病害的研究結果相似[4-6]。

植物在抵御病原微生物侵染的過程中，抗病相關酶發(fā)揮了重要作用，這主要包括病原相關蛋白（PR蛋白）家族如CHI和GLU，以及酚類物質代謝系統中的一些酶如PAL、PPO和POD[9]。CHI和GLU都具有潛在的直接抗菌特性，以及間接的通過釋放降解真菌細胞壁物質，誘導植物產生抗病性[10]；PAL是苯丙烷類代謝途經中的關鍵酶，與酚類化合物、木質素、植物抗毒素的形成密切相關，能有效抑制病原微生物的進一步擴展[9]；PPO在病菌侵染過程中參與植物細胞木質化作用構成保護性屏障，以及氧化酚類物質形成抗菌性更強的醌類化合物，使細胞免受病菌的侵染[11-12]；POD在抗病反應中參與酚類物質的氧化和木質素的生物合成[11-12]。此外，酚類物質的合成和積累在植物抵御病原微生物侵染的過程中也起重要作用[11]。前人研究發(fā)現，1-MCP增強果實抗病性與其提高果實抗病相關酶活性和酚類物質含量有關[12-14]。UV-C結合1-MCP復合處理提高了香梨果實抗病相關酶（CHI、GLU、PAL和POD）活性，有效抑制了香梨果實黑斑病的擴展及發(fā)病率[13]。1 μL/L 1-MCP處理能夠誘導“紅富士”蘋果果實中PAL、PPO、POD、GLU、CHI活性的提高，促進總酚、類黃酮和木質素的積累，進而增強了果實對灰霉菌的抵抗能力[14]。此外，Liu等[12]也證實了用濃度為0.2 μL/L 1-MCP處理桃果實24 h后，顯著提高了果實PAL、PPO和POD活性，減少了桃果實貯藏期間的發(fā)病率。

本研究發(fā)現，對照組楊桃果實CHI、GLU、PPO和POD活性在貯藏15 d后快速下降（圖2、圖3-B、圖3-C），PAL活性和總酚含量在貯藏15 d后始終保持較低水平（圖3-A、圖3-D）；楊桃果實病害指數在貯藏15 d后快速升高（圖1）。據此認為，楊桃果實采后抗病相關酶活性和抗病相關物質總酚含量的下降可能是導致楊桃果實采后抗病性下降而引起采后楊桃果實病害發(fā)生的重要原因。本研究還發(fā)現，貯藏15 d后，經紙片型1-MCP處理的楊桃果實CHI、GLU、PAL、PPO和POD等抗病相關酶活性以及總酚含量顯著高于對照果實，而果實病害指數顯著低于對照組。據此認為，紙片型1-MCP抑制楊桃果實采后病害的發(fā)生可能與抗病相關酶活性的升高及酚類物質的合成有關。

綜上所述，0.6 μL/L的紙片型1-MCP處理可顯著提高采后楊桃果實CHI、GLU、PAL、PPO、POD等抗病相關酶的活性和總酚含量的積累，并且能夠延緩采后楊桃果實在貯藏后期病害的發(fā)生。因此，紙片型1-MCP處理在楊桃果實防腐保鮮中具有較好的應用前景。

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