牛蒡低聚果糖誘導(dǎo)水果采后保鮮的機(jī)制研究.pdf

1、水果采后保鮮是水果生產(chǎn)中的重要問(wèn)題，也是儲(chǔ)藏生理學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其中涉及到微生物侵染引起的水果腐爛和代謝作用的繼續(xù)引起的水果營(yíng)養(yǎng)成分變化、變質(zhì)。基于采后保鮮的兩個(gè)要點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了包括生物物理技術(shù)（低溫、低壓、氣調(diào)、電場(chǎng)、套袋和包膜等）和生物化學(xué)技術(shù)（化學(xué)殺菌劑、拮抗酵母菌和誘導(dǎo)子等）的采后保鮮技術(shù)。其中，天然誘導(dǎo)子具有抗病效果顯著、食品安全性高、成本低和保持采后品質(zhì)的優(yōu)勢(shì)。牛蒡低聚果糖(Burdock Fructooligosacchar

2、ide，BFO)是從牛蒡根中分離得到的一種誘導(dǎo)子，已有的研究證明BFO能夠降低煙草、番茄和黃瓜等植物的病害，并初步探索了其作為誘導(dǎo)子誘導(dǎo)系統(tǒng)獲得抗病性的機(jī)制，對(duì)番茄采后自然感病和灰霉病具有較好的防治效果。但是對(duì)采后果蔬的抗病機(jī)理尚缺少系統(tǒng)的研究。
　　 本文的研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1.BFO誘導(dǎo)不同水果采后抗病性的特性，并初步探索BFO誘導(dǎo)抗病的機(jī)制。表型觀察結(jié)果表明，BFO能夠激活葡萄對(duì)灰霉病、蘋(píng)果對(duì)青霉病、香蕉對(duì)炭疽

3、病、獼猴桃對(duì)灰霉病、桔子對(duì)青霉病、草莓和巴梨對(duì)自然發(fā)病病原菌的抗病性。為了研究BFO對(duì)不同水果采后抗病性的特性，用濃度為0.01％-1.5％(w/v)具有梯度BFO溶液處理葡萄，接種相應(yīng)病原菌，調(diào)查處理后3d的病情指數(shù)，測(cè)得了葡萄(0.5％)、蘋(píng)果(0.5％)、香蕉(0.75％)、獼猴桃(0.5％)、桔子(0.75％)、草莓(0.25％)和巴梨(0.25％)的最佳處理濃度。用最佳BFO處理水果分別測(cè)定發(fā)病率，結(jié)果表明，BFO能夠降低葡萄

4、（最大降幅78.9％）、蘋(píng)果的發(fā)病率（最大降幅34.4％）、香蕉（最大降幅39.1％）、獼猴桃（最大降幅36.4％）和桔子（最大降幅22.4％）的發(fā)病率，但是對(duì)于發(fā)病較快的草莓（最大降幅15.4％）和巴梨（最大降幅5.9％）效果不顯著。BFO處理對(duì)七種水果采后病害的病情指數(shù)，并通過(guò)病情指數(shù)對(duì)時(shí)間作圖的曲線，積分計(jì)算了病程曲線下面積（AUDPC），根據(jù)處理組曲線下面積較對(duì)照組減少的百分比計(jì)算了防效。結(jié)果表明，BFO在不同水果中的防效分別為

5、葡萄29.1％、蘋(píng)果26.2％、香蕉14.9％、獼猴桃10.6％、桔子14％、草莓14.3％和巴梨11.4％。對(duì)BFO誘導(dǎo)的七種水果采后抗病性的機(jī)理進(jìn)行了初步的探索。研究了BFO對(duì)七種水果后短時(shí)間內(nèi)H2O2含量和表皮組織總酚的影響，結(jié)果表明BFO處理水果3h，葡萄、香蕉和草莓出現(xiàn)H2O2迅速提高的峰值，6h蘋(píng)果和巴梨出現(xiàn)H2O2迅速提高的峰值，BFO對(duì)獼猴桃和桔子H2O2激活作用并不顯著;BFO處理能夠顯著減緩葡萄皮總酚含量的下降、提高

6、蘋(píng)果表皮的總酚含量，能夠提高香蕉和草莓的總酚含量，但是對(duì)獼猴桃、桔子和巴梨的總酚含量的影響較小。
　　 BFO能夠降低七種水果的發(fā)病率和病情指數(shù)，在不同水果中存在差異。BFO對(duì)葡萄灰霉病和蘋(píng)果青霉病有顯著的誘導(dǎo)抗病作用?？偡雍虷2O2的測(cè)定結(jié)果暗示BFO對(duì)葡萄、蘋(píng)果、香蕉、草莓和巴梨具有相似誘導(dǎo)抗病機(jī)制，BFO誘導(dǎo)獼猴桃和桔子抗病性的機(jī)制可能不同于前述五類(lèi)水果。
　　 2.BFO誘導(dǎo)葡萄采后抗病性的機(jī)制。以葡萄作為研究材

7、料，研究了BFO誘導(dǎo)水果采后抗病性的機(jī)理。BFO處理葡萄后，3h H2O2水平提高了2.7倍(P＜0.05)，細(xì)胞內(nèi)H2O2作為信號(hào)物質(zhì)與SA信號(hào)通常為協(xié)同效應(yīng)，共同激活SAR。SA能夠激活激活細(xì)胞內(nèi)病程相關(guān)基因非表達(dá)子(nonexpressor ofpathogenesis-related genes1，NPR1)，通常對(duì)NPR1的表達(dá)也有誘導(dǎo)上調(diào)作用。我們的結(jié)果表明BFO處理葡萄皮細(xì)胞中與基礎(chǔ)抗性相關(guān)的NPR1.1上調(diào)表達(dá)了3.1倍

8、(P＜0.05)，與SAR相關(guān)的NPR1.2上調(diào)了19.8倍(P＜0.05)。NPR1蛋白可以與基因的啟動(dòng)子W-Box結(jié)合，激活SA通路相關(guān)基因表達(dá)，其中SA通路的標(biāo)志性基因PR1上調(diào)表達(dá)了3.1倍(P＜0.05)。具有直接殺菌活性的病程相關(guān)蛋白幾丁質(zhì)酶和β-1，3-葡聚糖酶的酶活力分別提高了47％(P＜0.05)和29.1％(P＜0.05)。葡萄皮中典型的植保素反式白藜蘆醇的合成通路被激活，關(guān)鍵基因芪合酶(Stilbene synth

9、ase，STS)基因上調(diào)表達(dá)2.8倍(P＜0.05)。反式白藜蘆醇含量提高了28倍(P＜0.05)。水楊酸信號(hào)通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活了水楊酸的進(jìn)一步合成，結(jié)果表明，BFO誘導(dǎo)苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)表達(dá)上調(diào)了2.6倍(P＜0.05)，PAL酶活力提高了99％(P＜0.05)。SA在BFO處理后第二天開(kāi)始在葡萄皮內(nèi)顯著高于對(duì)照組水平。但是對(duì)糖基化水楊酸(SAG)影響不大。積累的SA可以進(jìn)一步合成水楊酸甲酯作為SAR的信號(hào)物質(zhì)在組織間傳遞。

10、
　　 綜合上述結(jié)果，BFO通過(guò)激活水楊酸依賴的信號(hào)通路誘導(dǎo)葡萄的采后抗病性。
　　 3.BFO對(duì)葡萄采后生理的影響。The effect of BFO on postharvestphysiology in grape葡萄細(xì)胞內(nèi)內(nèi)的活性氧清除體系的關(guān)鍵酶包含了SOD和CAT，維持著細(xì)胞的氧化還原平衡。采后對(duì)照組SOD酶活力逐漸下降。BFO處理組誘導(dǎo)SOD酶活力提高，并在整個(gè)保藏期保持了高于對(duì)照組的水平，其中最大增幅達(dá)到

11、75％。CAT酶活力在保藏過(guò)程中呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，BFO處理的葡萄中的CAT酶活力較對(duì)照組提高了54％(P＜0.05)。丙二醛是細(xì)胞膜被氧化后釋放的化合物，其含量能夠反映細(xì)胞膜的完整性和細(xì)胞的氧化水平。BFO處理降低了葡萄皮中的MDA含量，其中最大降幅達(dá)到59％(P＜0.05)。巨峰葡萄在采摘后很快發(fā)生褐變，影響食用品質(zhì)。褐變一方面是POD將酚類(lèi)和黃酮類(lèi)氧化聚合形成有色化合物，另一方面PPO催化酚類(lèi)轉(zhuǎn)化為醌類(lèi)引起的。對(duì)照組在第6天就有超過(guò)

12、90％葡萄發(fā)生褐變，而B(niǎo)FO處理組第10天褐變率才達(dá)到90％。測(cè)定了POD和PPO的活力，結(jié)果表明，BFO處理組較對(duì)照組POD活力降低了28％(P＜0.05)，PPO酶活力降低了47％(P＜0.05)。本研究測(cè)定了葡萄的失重率、呼吸速率、可溶性固形物、可滴定酸和維生素C含量等品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)在BFO處理后的變化。BFO處理對(duì)可溶性固形物的含量沒(méi)有顯著的影響，但是保持了較高的可滴定酸的含量，BFO處理組的可滴定酸含量較對(duì)照組提高了20％(P＜