一氧化氮對采后芒果果實抗氧化酶活性的影響

洪克前 徐函兵 張魯斌 賈志偉

摘要 以‘紅芒6號芒果（Mangifera indica L.‘Zill）為試材，研究采后一氧化氮（NO）對芒果果肉抗氧化酶活性和果實硬度的影響。結(jié)果顯示，與對照相比，100μmol/L硝普鈉（一氧化氮供體）處理保持了果肉組織中超氧化物歧化酶（SOD）活性，降低了多酚氧化酶（PP0）活性以及過氧化氫（H₂O₂）和丙二醛（MDA）含量，延緩了果實硬度的下降。表明NO可以有效減輕采后芒果果實氧化脅迫，進而延緩果實成熟。

關(guān)鍵詞 芒果果實：一氧化氮：抗氧化酶活性

中圖分類號 S667.7 文獻標識碼 A

芒果（Mangifera indica L.）是世界上最重要的熱帶水果之一，屬于呼吸躍變型果實，貯藏過程中，隨著呼吸速率加快，果實迅速變軟，進而導(dǎo)致果實快速腐爛。因此，延緩采后芒果的成熟進程，可以有效延長貯藏時間，提高果實品質(zhì)。目前已有包括鈣處理，可食性涂膜，熱處理，1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP），氣調(diào)和1-MCP結(jié)合氣調(diào)等多種技術(shù)和方法可以延緩采后芒果果實的成熟和衰老過程，但這些方法和技術(shù)存在成本高、耗時長和效果不穩(wěn)定等局限性。因此，研究并開發(fā)新型高效、低毒和簡易的芒果采后成熟控制技術(shù)乃是當前面臨的問題。

一氧化氮（NO）作為一種具有多種功能的信號分子，參與了呼吸躍變型和非呼吸躍變型果實的成熟進程。采后施用外源NO推遲了許多園藝作物，包括草莓、鱷梨、芒果、楊梅、枇杷和水蜜桃等果實的成熟軟化。研究亦證實，NO對植物組織抗氧化酶活性有著重要影響。采用NO熏蒸處理雙孢蘑菇（Agaricus bisporus），顯著抑制了其組織內(nèi)多酚氧化酶（PPO）活性，減輕褐變程度，提高了貯藏后期過氧化物酶（POD）活性，延緩了衰老，進而延長貨架期。NO熏蒸處理還抑制了芥蘭（Brassica alboglabra）采后超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性下降及丙二醛（MDA）含量的上升，因此提高了該產(chǎn)品的采后品質(zhì)并延長其貨架期。雖然已有研究報道，NO處理可以延緩低溫貯藏（5±1）℃芒果果實的成熟進程，而關(guān)于NO對采后芒果果實抗氧化酶活性的影響尚未見相關(guān)報道。前期的研究也表明，NO同樣可以延緩常溫貯藏的芒果果實軟化，維持較高的可溶性固形物和維生素C含量，推遲可滴定酸下降，保持了較好的采后品質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，本實驗進一步研究NO對常溫貯藏芒果果實抗氧化能力的影響，以期為NO處理技術(shù)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

本研究田間試驗在廣西壯族自治區(qū)百色某一果園進行，供試芒果（Mangifera indica L.），品種為Zill，從果園選擇8年樹齡的芒果樹作為試材。花后130 d，選取大小相近、無病蟲害、無機械損傷的果實200個，分別采用蒸餾水（對照）和100 μmol/L硝普鈉（SNP，一氧化氮供體）浸泡30 min，然后室溫下晾30 min后裝入不封口的聚乙烯塑料袋（厚度為0.04 mm）中，每袋5個，20袋1組，置培養(yǎng)箱[（25±1）℃，90%～95%RH]中貯藏11 d。

1.2方法

1.2.1芒果果實硬度的測定 采用手持果實硬度計（FT-327UC果實硬度測試儀，Milano，意大利）測定芒果果實硬度，探頭直徑8mm，果實去皮后，每果實測其肩部3個點，平均值為該果的硬度（kg/m²）。

1.2.2芒果果實酶提取物的制備

每個處理隨機選10個果實，取其果肉共10g，加入預(yù)冷的25 mL（含0.5 g聚乙烯吡咯烷酮）提取緩沖液，勻漿，其中超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）提取緩沖液為50 mmol/L磷酸鈉，pH7.8；過氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）提取緩沖液為100 mmol/L磷酸鈉，pH6.4；收集上清液用于酶活性分析。酶提取過程均在0～4℃下操作。

1.2.3測定指標與方法

可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍G-250法，SOD活性測定采用氮藍四唑法，以抑制氮藍四唑光化還原50%為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質(zhì)表示；CAT活性測定采用H²O²法，測定240mm處OD值的變化，以O(shè)D₂₄₀每分鐘減少0.1為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質(zhì)表示；POD活性測定采用愈創(chuàng)木酚法，測定470nm處OD值的變化，以O(shè)D₄₇₀每分鐘增加0.01為1個酶活力單位（U），其活性以U/mg蛋白質(zhì)表示；PPO活性測定參照Tian等的方法；丙二醛（MDA）含量測定采用硫代巴比妥酸法，以μmol/gFW表示MDA含量；過氧化氫（H₂O₂）含量測定采用二甲酚橙法，以μmol/gFW表示H₂O₂含量。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件采用最小顯著差數(shù)法（LSD）進行方差分析，檢驗差異顯著性，實驗重復(fù)3次。

2結(jié)果與分析

2.1 NO對芒果果實硬度的影響

果實硬度是評價果實成熟度的一個重要參數(shù)，圖1所示，對照和處理果實的硬度在貯藏前3天無明顯變化，此后，對照果實的硬度呈現(xiàn)下降趨勢，但處理果實的硬度下降速率低于對照果實。貯藏至7d，處理果實的硬度顯著高于對照果實，這種趨勢一直保持到貯藏期結(jié)束。

2.2 NO對芒果果實中SOD、CAT、POD和PPO活性的影響

SOD主要功能是將超氧陰離子催化為較穩(wěn)定的H₂O₂，以維護細胞活性氧代謝的平衡。如圖2所示，隨著貯藏時間的延長，處理和對照果肉中SOD活性均呈下降趨勢，但是，處理果實SOD活性下降速率明顯慢于對照果實，暗示NO抑制了SOD活性下降，從而保持了較高的超氧自由基清除能力。

CAT和POD主要生理功能是清除組織內(nèi)多余的H₂O₂。盡管貯藏期間處理和對照果實中CAT和POD活性分別呈下降和上升趨勢，但是，處理果實中CAT和POD活性高于對照果實，表明處理果實中保持較好地H₂O₂清除能力（圖2）。

PPO是引起高等植物組織發(fā)生褐變主要酶類，圖2所示，雖然貯藏期間處理和對照果實中PPO活性具有較大波動，但是它們中PPO活性均呈下降趨勢，而且，處理果實PPO活性顯著低于對照果實。

2.3 NO對芒果果實中H₂O₂和MDA含量的影響

H₂O₂作為活性氧（ROS）中的一名重要成員，可以通過損傷細胞核、氧化蛋白質(zhì)和膜脂等途徑影響細胞功能。圖3所示，貯藏至第3天，對照果實中H₂O₂含量開始呈上升趨勢，而處理果中H₂O₂含量卻呈下降趨勢。盡管貯藏期間H₂O₂含量呈現(xiàn)波動，但處理果實中H₂O₂含量顯著低于對照果實，暗示SNP處理減少了果實中H₂O₂累積。

植物組織器官衰老時，往往發(fā)生膜脂過氧化作用，MDA是其產(chǎn)物之一。圖3顯示，貯藏前期（1～5d），對照和處理果實中MDA含量均呈上升趨勢，它們之間差異不顯著。貯藏至第7天，處理果實中MDA含量顯著低于對照果實，說明NO減緩了芒果果實貯藏中、后期膜脂過氧化過程。

2.4處理果實生理生化指標之間的相關(guān)性分析

對SNP處理芒果果實抗氧化酶活性、過氧化氫、丙二醛和硬度等生理生化指標測定結(jié)果的相關(guān)性分析和顯著性檢驗表明，CAT活性與SOD、PPO活性呈顯著性正相關(guān)；另外，H₂O₂含量與SOD活性以及果實硬度與SOD、CAT、PPO活性呈正相關(guān)，MDA含量與SOD、CAT、PPO活性呈負相關(guān)以及果實硬度與SOD、CAT、PPO活性呈正相關(guān)，但相關(guān)性均不顯著（表1）。

3討論

ROS包括超氧陰離子（O₂-）、H₂O₂和羥基自由基（·OH）等是植物體代謝副產(chǎn)物，如果組織內(nèi)ROS大量積累，將會造成細胞膜過氧化產(chǎn)物MDA大量積累，從而引發(fā)或加劇細胞膜脂質(zhì)或膜脂過氧化作用，造成膜系統(tǒng)損傷。通常情況下，植物體內(nèi)ROS的產(chǎn)生和清除受到抗氧化系統(tǒng)的精密調(diào)控。植物體一般存在酶促和非酶促兩大類ROS清除系統(tǒng)。SOD、CAT和POD等屬于酶促類抗氧化物質(zhì)。SOD催化超氧陰離子為較穩(wěn)定的H₂O₂，CAT催化H₂O₂發(fā)生歧化反應(yīng)生成水（H₂O）和氧分子，CAT則催化由H₂O₂參與的各種還原劑的氧化反應(yīng)：RH₂+H₂O₂→2H₂O+R?？箟难帷⒎宇惢衔?、生物堿等屬于非酶促類抗氧化物質(zhì)。植物體內(nèi)保持較高的ROS清除酶活性和非酶抗氧化物質(zhì)的含量，能更好地清除細胞自由基和ROS，減少ROS的積累，減少對細胞膜的傷害，可以達到延緩果實衰老的目的。采后水果和蔬菜ROS清除能力隨著果蔬成熟度上升而下降，當ROS水平超過果蔬組織對其清除能力時，就會發(fā)生氧化脅迫，從而降低其貯藏品質(zhì)和適銷性。

本實驗主要探討NO對采后芒果果實中ROS清除系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明，貯藏期間，SNP處理保持了果實中SOD、CAT和POD活性（圖2），相關(guān)性分析也表明，CAT活性與SOD活性呈顯著性正相關(guān)，而這兩種酶活性的保持，有利于降低體內(nèi)ROS，推測NO能通過保持CAT與SOD活性，從而有效地減輕芒果貯藏過程中組織過剩ROS對果實的損害。MDA作為膜脂過氧化的重要產(chǎn)物，是植物衰老的指標之一。MDA能強烈地與細胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng)，引起酶和膜的嚴重損傷，降低膜電阻和膜的流動性，最終導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)及生理完整性的破壞。SNP處理降低了芒果果實中MDA積累（圖3），相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，MDA含量與SOD和CAT活性呈負相關(guān)，雖然其相關(guān)性不顯著，暗示NO可以較好地保持SOD和CAT活性，有利于減少MDA對細胞膜的傷害，這與丹陽等對芥蘭的研究結(jié)果一致。PPO是引起果實酶促褐變的主要酶類，它催化多酚氧化生成黑色素，影響果實外觀。SNP處理芒果果實PPO活性較低，減緩了芒果褐變的速度，延長了貯藏時間，這與王欣等對雙孢蘑菇的報道結(jié)果一致。綜上所述，SNP處理提高了組織SOD、CAT和POD活性，降低了H₂O₂含量，進而降低了MDA對細胞膜的傷害，此外，SNP處理還很好地抑制PPO活性上升，延緩了果實硬度下降，從而延長了貯藏時間。因此，NO能有效減輕采后芒果果實氧化脅迫，從而延緩果實的成熟軟化。

責(zé)任編輯：沈德發(fā)