套袋蘋果果皮發(fā)育相關(guān)酶活性變化研究

摘要：為探討套袋蘋果果面光潔度提高的機(jī)理，研究了套袋蘋果果皮發(fā)育相關(guān)酶活性變化。結(jié)果表明，套袋后，果實(shí)表面多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)活性均呈先升后降趨勢(shì)；不同的是，相比對(duì)照果實(shí)，套袋果實(shí)PPO活性在果實(shí)發(fā)育前期高于對(duì)照，而在發(fā)育中期對(duì)照果實(shí)PPO活性迅速上升超過(guò)套袋果實(shí)；果實(shí)發(fā)育后期，套袋果實(shí)與對(duì)照果實(shí)PPO活性變化基本一致。套袋果實(shí)POD活性在果實(shí)發(fā)育前期略低于對(duì)照，但在發(fā)育中期套袋果實(shí)POD活性迅速提高，直到采收前其活性一直高于對(duì)照。 關(guān)鍵詞：套袋蘋果；果皮；PPO；POD 中圖分類號(hào)：S661.105.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001—4942(2010)12—0025—03

果皮是果實(shí)的重要組成部分，也是形成果實(shí)品質(zhì)的重要因素。套袋改變了果皮結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改善了果皮的光潔度，提高了果實(shí)的外觀品質(zhì)。為探討果實(shí)果面光潔度提高的機(jī)理，為實(shí)際生產(chǎn)中提高果實(shí)外觀品質(zhì)提供理論依據(jù)，本試驗(yàn)以寒富品種為試材，研究了套袋蘋果果皮發(fā)育相關(guān)酶活性的變化。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2008年在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹教學(xué)基地進(jìn)行。試材為5年生寒富蘋果樹，砧木為山定子；全園通風(fēng)透光良好，樹形采用自由紡錘形，栽培管理水平較高。在園中選擇光照條件良好、長(zhǎng)勢(shì)一致、樹勢(shì)中庸、掛果適量且分布均勻的植株作為試驗(yàn)樹。供試果袋為“小林”牌雙層紙袋。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇3株樹冠豐滿，大枝分布均勻的植株進(jìn)行套袋，盛花后40d套袋，10月中旬采收；3株未套袋植株為對(duì)照。分別于6月10日至10月10日每隔1月取樣1次，取樣后立即將果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室，削取果實(shí)陽(yáng)面表皮(包括表皮及近表皮少部分果肉組織，厚度約為0.5～110mm)，測(cè)定其多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)活性。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 PPO酶活性測(cè)定 參照陳昆松等(1991)的方法略作改動(dòng)。

酶液制備：取5g果皮液氮研磨，加5ml磷酸緩沖液(pH6.8，0.05mol／L)、2％～5％PVP(聚乙烯吡咯烷酮)，研磨至勻漿，13000r／min離心20min，上清液即為酶提取液，低溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

酶活性測(cè)定：取上清液0.5ml加緩沖液4.5ml、0.1mol／L鄰苯二酚2ml，混勻后于300℃保溫10min，迅速冰浴，立即加20％三氯乙酸2ml滅活，測(cè)定525nm處OD值。以每分鐘Asz變化0.001為一個(gè)酶活單位(u)，重復(fù)5次。

1.3.2 POD酶活性測(cè)定 參照李合生(2003)的方法略作改動(dòng)。

酶液制備：取5.0g果皮液氮研磨，加適量0.1mol／L磷酸緩沖液(PBS)，研磨至勻漿。將勻漿液全部轉(zhuǎn)入離心管，4℃下10000r／min離心15min，上清液轉(zhuǎn)入25ml容量瓶。沉淀用5ml磷酸緩沖溶液再提取2次，上清液并入容量瓶，定容至刻度。

酶活性測(cè)定：酶活性測(cè)定的反應(yīng)體系包括0.05mol／L磷酸緩沖溶液2.9ml；2％H₄O₄.Oml；0.05mol／L愈創(chuàng)木酚1.0ml和酶液0.1ml。用煮沸5min的酶液為對(duì)照，反應(yīng)體系加入酶液后，立即于34℃水浴中保溫3min，后迅速稀釋1倍，測(cè)定470nm處OD值，每隔1min記錄1次吸光度，共計(jì)5次，然后以每分鐘A470變化0.01為一個(gè)酶活性位(u)，重復(fù)5次。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)期套袋蘋果果皮PPO活性變化

從圖1可以看出，套袋果PPO活性在果實(shí)發(fā)育前期高于對(duì)照，但隨著發(fā)育時(shí)期的延長(zhǎng)，對(duì)照果實(shí)PPO活性在果實(shí)發(fā)育中期迅速上升，反而高于套袋處理。8月10日后，對(duì)照果實(shí)與套袋果實(shí)PPO含量均開始下降，并且在果實(shí)發(fā)育中后期處于較低水平，至10月10日，對(duì)照果實(shí)和套袋果實(shí)PPO活性均為整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期中的最低水平。

2.2 不同時(shí)期套袋蘋果果皮POD活性變化

圖2表明，套袋果實(shí)和對(duì)照果實(shí)POD活性變化趨勢(shì)與PPO活性變化趨勢(shì)基本一致，都是呈先升高后降低趨勢(shì)。不同的是，套袋果實(shí)POD活性在7月10日之前低于對(duì)照果實(shí)；但在8月10日之后，套袋果實(shí)POD活性高于對(duì)照，二者均呈下降趨勢(shì)。

3 討論

3.1 套袋對(duì)蘋果果皮PPO活性的影響

前人的研究結(jié)果表明，過(guò)氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)等酚類物質(zhì)代謝酶類，參與了果皮木質(zhì)素、栓質(zhì)素等結(jié)構(gòu)物質(zhì)的合成以及細(xì)胞壁的構(gòu)建，與果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和外觀品質(zhì)形成有著密切關(guān)系。套袋通過(guò)抑制果實(shí)中這些酶的活性水平，延緩了表皮細(xì)胞、角質(zhì)層、胞壁纖維的老化，果皮發(fā)育穩(wěn)定、緩和，蠟質(zhì)、角質(zhì)層分布均勻一致，表皮層細(xì)胞排列緊密。

從果皮內(nèi)PPO活性水平的變化動(dòng)態(tài)看，在果實(shí)發(fā)育前期，隨幼果生長(zhǎng)發(fā)育，PPO活性呈上升趨勢(shì)，而后又逐漸下降，到果實(shí)開始成熟時(shí)，無(wú)論套袋果實(shí)或?qū)φ眨銹PO活性均降至最低。此結(jié)果與張華云等(1996)和鄭少泉等(2001)的研究結(jié)果基本一致。另外，單從套袋對(duì)果實(shí)內(nèi)PPO活性水平的影響效應(yīng)看，套袋能明顯提高發(fā)育前期果實(shí)內(nèi)的PPO活性水平。這一點(diǎn)與鄭少泉等(2001)對(duì)枇杷果實(shí)的研究結(jié)果相一致，而與張華云等(1996)對(duì)萊陽(yáng)茌梨的研究結(jié)果相反，這可能與各研究所采用的果袋種類不同有關(guān)。總體上，套袋對(duì)果實(shí)發(fā)育前期PPO活性的影響較大，對(duì)發(fā)育后期的影響較小。

3.2 套袋對(duì)蘋果果皮POD活性的影響

本試驗(yàn)研究表明，套袋在一定程度上抑制了果實(shí)發(fā)育期(尤其是果實(shí)發(fā)育前期)的POD活性。張華云等(1996)采用單層袋對(duì)萊陽(yáng)茌梨套袋的研究表明，套袋對(duì)茌梨果實(shí)的POD活性有一定的抑制作用；鄭少泉等(2001)采用牛皮紙袋對(duì)枇杷果實(shí)套袋的研究表明，套袋能提高POD活性；此外，套袋能誘導(dǎo)鴨梨POD活性的提高，導(dǎo)致果實(shí)呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)；同樣，套袋能提高紅富士蘋果在套袋早期的呼吸強(qiáng)度。故此認(rèn)為，不同果實(shí)袋型由于所形成的果實(shí)發(fā)育微域環(huán)境的差異而對(duì)套袋果實(shí)POD活性的影響不同。果實(shí)發(fā)育中后期，POD作為酚類物質(zhì)代謝的關(guān)鍵酶之一，對(duì)果皮組織發(fā)育和果實(shí)銹斑的形成有很大影響。

另外，本研究認(rèn)為，在果實(shí)發(fā)育的中后期，套袋果實(shí)POD活性水平的提高，不僅僅是由于套袋提高了果實(shí)溫度所致，更可能是果實(shí)套袋后由于袋內(nèi)溫度過(guò)高(尤其在中午前后)，導(dǎo)致果實(shí)失水，造成果實(shí)生理干旱的原因。當(dāng)套袋果實(shí)受到高溫及干旱脅迫時(shí)，導(dǎo)致生理紊亂，有害自由基積累，從而激發(fā)了果實(shí)POD活性的提高。這與前人在抗逆生理研究中，POD和SOD等保護(hù)性酶系統(tǒng)活性變化的研究結(jié)果相一致。

4 小結(jié)

套袋后，果實(shí)表面PPO、POD活性均呈先升后降趨勢(shì)；不同的是，相比對(duì)照果實(shí)，套袋果實(shí)PPO活性在果實(shí)發(fā)育前期高于對(duì)照，而在發(fā)育的中期對(duì)照果實(shí)PPO活性迅速上升超過(guò)套袋果實(shí)；果實(shí)發(fā)育后期，套袋果實(shí)與對(duì)照果實(shí)PPO活性變化基本一致。套袋果實(shí)POD活性在果實(shí)發(fā)育前期表現(xiàn)為略低于對(duì)照，但在發(fā)育中期套袋果實(shí)POD活性迅速提高，直到采收前其活性一直高于對(duì)照。