水楊酸處理對蘋果采后品質及乙烯受體基因表達的影響

徐方旭, 柳葉飛, 董生忠, 王升厚

(沈陽師范大學 實驗教學中心, 沈陽　110034)

0　引　　言

水楊酸(salicylic acid,SA)是一種植物內源信號分子,也是一種新型植物激素[1],不僅參與植物開花、種子發育、膜透性、吸收等生理活動,還與植物抗病性有關[2-4]。研究表明,適當濃度的外源水楊酸處理能夠提高植物的系統抗性[5],可提高一些易感染的植物的抗真菌能力[6]。不僅如此,水楊酸也可抵抗果實采后病害[7-8],主要體現在多酚氧化酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶活性的變化[9-11]。然而,有關水楊酸對呼吸躍變型果實乙烯受體基因表達影響方面的研究鮮見報道。本研究以寒富蘋果為試材,探討了不同濃度水楊酸處理對蘋果采后品質及乙烯受體基因表達的影響,為水楊酸在果蔬采后貯藏保鮮的應用提供理論依據。

1　材料與方法

1.1　試驗材料

供試寒富蘋果采后未經任何藥物處理,購買于沈陽市于洪區市場,挑選八分熟、無病蟲害且大小均勻一致的樣品用于試驗,并在當日運回沈陽師范大學創新中心實驗室,置于(4±1)℃和90%～95%濕度條件下貯藏備用。次氯酸鈉和水楊酸(SA)購買于天津市科密歐化學試劑有限公司。

1.2　儀器與設備

GC-7900型氣相色譜儀,GT3型質構儀,J257-Rudolph型手持折光儀,FA2004型精密電子天平,CR-21G型離心機。

1.3　處理方法

將2 kg樣品于1%次氯酸鈉溶液中浸泡2 min后,清水沖洗并自然晾干。所有樣品平均分為4組,分別浸入0、0.5、1.0、1.5 mmol/L SA溶液中浸泡10 min后自然晾干。

1.4　測定項目方法

乙烯生成量和呼吸速率的測定采用氣相色譜法[12];硬度采用質構儀進行測定[13];可溶性固形物含量采用折射儀進行測定[14];總RNA提取采用Trizol改良法[15];引物設計與合成委托北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司(詳見表1);cDNA合成及RT-PCR分析參考魏紹沖[16]等方法進行。

表1　蘋果乙烯受體基因引物信息Tab.1　Primer information of ethylene receptor gene in apple fruit

1.5　數據處理

采用SPSS 13.0進行數據計算和作圖,并用“one-way ANOVA”進行差異顯著性分析,p<0.05表示差異顯著。

2　結果與分析

2.1　不同濃度SA處理對蘋果乙烯生成量和呼吸速率的影響

從圖1可以看出,蘋果屬于呼吸躍變型果實,對照組果實在貯藏期第14 d出現了明顯的乙烯釋放高峰和呼吸躍變高峰,經SA處理后的蘋果果實在貯藏期第21 d才出現乙烯釋放高峰和呼吸躍變高峰,而且不同濃度的SA對乙烯生成量和呼吸速率呈現出不同程度的抑制作用。其中1.0 mmol/L SA的抑制效果更加顯著,且差異達到顯著水平(p<0.05)。由此可見,SA能夠明顯推遲蘋果果實的乙烯釋放高峰和呼吸躍變高峰,有利于延緩果實的后熟進程。

2.2　不同濃度SA處理對蘋果硬度和可溶性固形物的影響

從圖2可以看出,在60 d的貯藏期間,蘋果果實的硬度值呈逐漸下降的趨勢。不同濃度的SA處理能夠明顯延緩蘋果果實硬度的下降速度,各處理組果實的硬度均顯著高于對照組(p<0.05),其中以1.0 mmol/L SA的處理效果最佳?？扇苄怨绦挝锖吭谡麄€貯藏期間呈先上升后緩慢波動的趨勢,SA處理后在一定程度上抑制了蘋果貯藏初期可溶性固形物含量的上升速度,與上述結果一致的是,1.0 mmol/L SA的抑制效果優于其他濃度。

圖1　不同濃度SA處理對蘋果乙烯生成量和呼吸速率的影響Fig.1　Effects of SA onethylene production and respiratory rate of apple

圖2　不同濃度SA處理對蘋果硬度和可溶性固形物的影響Fig.2　Effects of SA on firmness andsoluble solid content of apple

2.3　不同濃度SA處理對蘋果乙烯受體基因表達的影響

從圖3可以看出,隨著蘋果果實后熟衰老進程,對照組果實乙烯受體基因MdETR1和MdERS1的表達水平趨于增加,在貯藏期第7 d表達量最大,這與乙烯釋放高峰和呼吸躍變高峰出現的時間相一致。不同濃度的SA處理在不同程度上抑制了MdETR1和MdERS1的表達水平,其中1.0 mmol/L SA對乙烯受體基因表達量的抑制效果最顯著(p<0.05)。

注: 1: Marker; 2～4: 對照組; 5～7: 貯藏7 d; 8～10: 貯藏14 d; 11～13: 貯藏21 d; 14～16: 貯藏28 d圖3　不同濃度SA處理對蘋果乙烯受體基因表達的影響Fig.3　Effects of SA onethylene receptor gene expression of apple

3　結　　論

蘋果屬于典型的呼吸躍變型果實,乙烯在呼吸躍變型果實的后熟過程中發揮了關鍵作用,且影響與果實成熟衰老相關基因的表達,而乙烯受體在乙烯信號轉導過程中作為負調節因子起作用[17]。SA作為一種植物內源信號分子,能夠調控果實的成熟與衰老進程。本研究結果表明,SA處理能有效抑制寒富蘋果的乙烯生成量和呼吸速率,提高了蘋果果實的硬度,延緩了果實可溶性固形物的上升速度,抑制了乙烯受體基因的表達水平。其中,1.0 mmol/L水楊酸對提高蘋果果實品質的效果更顯著。