蓮藕休眠過程中的酶活性動態變化分析

摘要：為探究蓮藕休眠期酶活性變化，選擇‘錦旗、‘白碗蓮、‘迎賓芙蓉、‘嬌客三變4個中小型荷花品種為試材，分析多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）在整個儲藏過程中的動態變化，結果表明：PPO和POD都呈現先下降后上升趨勢，真休眠期階段強迫休眠又呈下降趨勢，POD在萌芽松動期階段又開始上升。不同藕蓮品種酶活性差異較大，但在變化趨勢在不同階段表現相同。

關鍵詞：休眠；蓮藕：多酚氧化酶；過氧化物酶

荷花根據不同使用價值可分為花蓮、子蓮和藕蓮，蓮藕是藕蓮的地下可食根莖，也是我國栽培面積最大的水生蔬菜，又被成為蓮菜、藕、荷藕等。因其富含多酚、淀粉、膳食纖維等營養成分，又具有解酒、抗疲勞、降血壓等生理作用，因此市場需求持續增加。目前國內外對蓮藕休眠過程的研究集中在營養成分、保質保鮮上，研究表明蓮藕休眠期共有三個階段：成熟前期、真休眠期、萌芽松動期。管志濤對四個品種的營養成分研究表明：荷花的營養成分在休眠期先上升后下降。程婷婷對不同地區的12份蓮藕的營養成分研究表明：不同地區的蓮藕營養成分存在顯著差異。但是對休眠過程中的酶活性研究甚少。因此，本研究擬對蓮藕休眠期內六個月的酶活性進行動態分析，以期為蓮藕的儲藏、加工提供試驗依據。

1試驗材料與方法

1.1試驗材料：供試材料采挖與范縣陳莊鄉荷花種植基地，品種分別為‘錦旗、‘白碗蓮、‘迎賓芙蓉、‘嬌容三變4個中小型荷花品種，種植3年以上，分別引種于自白洋淀荷花大觀園、連云港水生植物種植基地、武漢磨山植物園。蓮藕生長期（4-9月）觀察地上部分長勢，確定健康良好植株作為采樣株，待地上植株枯萎開始挖，采收蓮藕。

采藕時選取主地下莖第一節，四個品種各選取四株。采樣時間定于2023年9月至2024年2月，每月10日定期采樣，清洗干凈后放于冰盒內帶回實驗室。再次清洗后刮皮、稱重、切片，放置液氮中冷凍30min，取出后保存在超低溫冰箱內，以備各項理化指標的測定。

1.2試驗方法

1.2.1制備提取液：稱取四個品種各1g，放置研缽內，加入1ml磷酸緩沖液（0.2mol/L），冰浴研磨成泥，再用5ml緩沖液沖洗，導入離心管，在4℃離心機（12000轉/min）內離心20nun，抽取上清液，測定酶活性。

1.2.2測定PPO活性：保持溫度在25℃上下，以3mL鄰苯二酚溶液為多酚氧化酶活性測定液。在裝有鄰苯二酚溶液的比色皿中加入0.5mL水作為空白對照，在裝有鄰苯二酚溶液的比色皿中加入加0.5mL粗酶提取液，10s后開始掃描2min內398nm處每10s的吸光值變化，酶活性以1克重每分鐘吸光值變化為一個單元（U），酶活性以U.min-1·g-1FW表示。

1.2.3測定POD活性：水浴鍋保持32℃左右，用2mL1％愈創木酚溶液和1mL0.3％HzO2為測定液并裝入比色皿中，其中一個加0.5mL水為空白對照，其余比色皿加入四個品種的0.5mL粗酶提取液，在水浴鍋內放置5min。15s后開始掃描2min內470nm處每10s吸光值變化，采用愈創木酚法，用2mL愈創木酚溶液、1mLHzO2、0.5mL水的混合液為空白對照，在試管中加2mL1％愈創木酚溶液，0.5ml粗酶提取液后，在32℃水浴平衡5min，然后加入1mL0.3％H2O2，15s后掃描2min內470nm處每10s吸光值變化。

試驗數據用spss8.0軟件處理，采用數據3次重復的平均值。

2試驗結果與分析

2.1蓮藕多酚氧化酶活性的變化動態：在蓮藕呼吸系統中起作用的多酚氧化酶（PPO）是末端氧化酶，其參與了蓮藕塊莖的呼吸作用。四個蓮藕品種六個月內的PPO活性的變化動態如圖1所示，白碗蓮、迎賓芙蓉和錦旗的PPO活性在短期下降后有所增加，白碗蓮和迎賓芙蓉的峰值在1月出現，而錦旗的峰值在12月份出現。最高點之后三個藕蓮品種PPO逐漸下降。通過物候期觀察，嬌容三變為早熟藕，地上部分枯萎早于其他品種，故嬌容三變的酶活性從采樣時期就開始增加，峰值也于11月最早期出現。結合四個品種的物候期及PPO變化發現，多酚氧化酶活性呈現先下降后上升趨勢，真休眠期階段強迫休眠又呈下降趨勢。

9月份蓮藕采挖后，還未完全進入成熟期，但其生長緩慢，淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白質含量剛剛積累，新陳代謝緩慢，促使PPO下降。之后蓮藕莖成熟，新陳代謝促使呼吸增強，PPO活性提升。進入真休眠期后，呼吸作用雖然減弱，但呼吸系統依靠多酚氧化酶調節，因此PPO活性表現更強直到頂峰。萌芽松動期時，其他酶參與了呼吸系統，調節新陳代謝，PPO活性降低。因此，多酚氧化酶活性參與塊狀莖的休眠，并起著重要作用。

2.2蓮藕過氧化物酶活性的變化動態：過氧化物酶（POD）廣泛存在于植物之中，作為氧化還原酶其參與了植物的整個生理過程，POD的活性程度密切影響到植物的休眠過程。圖2反應了4個品種在9月至翌年2月POD活性的變化動態。如圖所示，因嬌容三變為早熟品種，自采挖開始，嬌容三變的POD活性呈上升趨勢，到十月份達到頂峰，隨后逐漸下降，到12月份降至低峰值后再次上升。其它三個品種則呈現先下降后上升趨勢，但因品種成熟程度不同，達到最高點峰值時間也不同。四個品種都在低峰值后又開始上升，是因為蓮藕經歷了成熟前期、真休眠期、萌芽松動期三個階段，在成熟前期之前的形態建成時期，POD活性短期下降，進入真休眠期逐漸上升達到頂峰，隨后下降，進入萌芽松動期時POD活性又開始上升。如圖所示POD活性規律雖然相同，但通過蓮藕整個生長期及儲存期發現，品種間的POD活性差異很大。

3結論與討論

3.1結論：植物的器官、組織和細胞分化的過程都有植物POD、PPO等參與。蓮藕形態建成末期到后熟初期生長緩慢，營養物質的積累剛剛開始，PPO和POD的酶活性低。蓮藕成熟前期營養成分含量不斷增加，促使了POD活性、蓮藕呼吸和代謝也增強，從而平衡了活性氧自由基的代謝，使植物體能抵御嚴寒，安全越冬，抗御了膜脫脂和膜質過氧化。

植物的新陳代謝受酶活性的影響。植物體的理化特性變化具體反映為酶活性的變化，而PPO和POD活性的變化更與塊莖的休眠有關。雖然品種間酶活性有較大差異，但同一種酶在同一階段表現出類似的變化趨勢。伴隨著時間的積累，藕莖成熟度增加，荷花的代謝功能旺盛，PPO和POD活性表現為先下降后增加的態勢。進入真休眠期后，荷花的新陳代謝變慢，PPO調節蓮藕的呼吸代謝，參與蓮藕休眠期的呼吸代謝還有其他酶系統，此時過氧化物酶受壓制下降，多酚氧化酶活性因在低溫期發揮重要作用，則呈增強狀態。

3.2討論：研究過程中發現，雖然蓮藕品種的自身基因型影響了休眠特征，但溫度和儲藏環境對休眠期的影響同樣廣泛，如水藏、沙藏、裸露儲藏及大田儲藏，對其休眠期的影響不同。同時，由于研究品種較少，采挖間隔期較長等因素，使得休眠期的劃分、休眠期的影響深度等特征劃分不夠明顯。筆者人文，應擴大研究范圍，進一步研究蓮藕休眠期的理化特性，從而更深度的掌握蓮藕的休眠機理，為蓮藕的儲藏提供數據支撐依據。