桃果实采后软化过程中lox活性和内源乙烯的发生规律

桃果实采后软化过程中lox活性和内源乙烯的发生规律

果实衰老与生物膜的分解密切相关。细胞膜衰败过程包括膜磷脂水解生成游离脂肪酸,其中不饱和脂肪酸发生过氧化作用,产生氢过氧化物和游离自由基。这些脂质过氧化产物和自由基进一步毒害细胞膜系统、蛋白质和DNA,导致细胞膜功能丧失及降解死亡,促使果实成熟衰老。植物组织膜脂过氧化的启动需要脂氧合酶（LOX),LOX及其过氧化产物直接参与组织的衰老进程。同时，桃属于乙烯跃变型果实，在成熟过程中伴随大量乙烯的产生。乙烯作为一种成熟衰老激素,在果实成熟、衰老进程中起着重要的调节作用。人为促进或抑制采后果实的内源乙烯生成,可加速或延缓果实的后熟软化进程。但在桃果实成熟衰老过程中膜脂过氧化作用和乙烯发生现象都存在，其如何导致果实组织衰老的作用机理尚无定论。为此，我们以“南京白凤”桃果实为试材,研究采后果实在不同试验条件下LOX活性与乙烯生成的变化规律,进一步探讨桃果实采后成熟衰老机制,为改进和完善相关贮藏技术体系提供理论依据。1材料和方法1.1硅窗袋贮藏2002～2003年重复2年以九成熟“南京白凤”桃果实为试验材料，设置3个处理：（1）硅窗袋室温贮藏（CK);(2）硅窗袋低温（4℃）贮藏；（3)30×10-6GA3浸果5min+硅窗袋4℃贮藏。每处理重复3次，从试验处理当天开始，每天随机抽取10个果实进行果实乙烯释放量和LOX活性测定。1.2测量1.2.1lox活性的测定参照Axelrod等的方法，加以改进。从10个果实中取2g果肉组织置于研钵内，加入10mL经4℃预冷的50mmol·L-1(pH7.0）磷酸缓冲液，冰浴匀浆，4℃15000×g离心15min，上清液用于LOX活性的测定。3mL反应体系中含亚油酸钠（100mmol·L-1）母液25μL，醋酸缓冲液（100mmol·L-1,pH6.0)2.775mL，酶液0.2mL，反应温度30℃，于234nm处测定LOX活性。加酶液后15s开始计时，记录1min内的OD234值的变化，酶活性以OD234·min-1·g-1表示。重复3次。1.2.2乙烯含量测定取10个果实果实置于2L保鲜盒内密闭2h，取1mL气体注入气相色谱仪（SC-200-01型）测定乙烯含量。色谱条件：1.5m×3mmTDX-01ss柱，FID检测器，N230mL/min,H240mL/min,Air150mL/min，柱温88℃，汽化室、检测器温度120℃，外标法定量，保留时间定性，用UPPER2000色谱数据工作站进行数据处理。2结果与分析2.1低温和ga3对lox活性的影响桃果实LOX活性在常温条件采后初期维持较高的活性水平，短期内（2d）急速降低，到3d左右达到较低活性水平。然后在3～4d活性急剧增加，达到最高活性6.8OD234·min-1·g-1。随后LOX活性明显降低，8d以后呈缓慢下降趋势。在低温状态和GA3处理条件下，LOX活性也表现出相似的变化趋势。从图1可以看出，低温和GA3处理明显降低果实初期和达到最高峰值时的LOX活性，并分别推迟酶活性高峰期时间1d和5d。说明低温和GA3对LOX活性及活性高峰期具有明显的调控作用，抑制了果实膜脂过氧化反应，延缓果实衰败进程。2.2乙烯释放量d桃果实在采后初期常温条件下内源乙烯发生量极低，为5.95μL·kg-1·h-1;1～3d内乙烯释放量以较快的速度增加，到5d左右达到释放高峰期，此时内源乙烯发生量高达80.6μL·kg-1·h-1；之后乙烯释放量急剧降低到10d的8.0μL·kg-1·h-1水平；然后呈现缓慢下降趋势（图2）。低温和GA3处理明显抑制桃果实内源乙烯发生，分别降低高峰期乙烯释放量30%、51%左右，推迟乙烯高峰期1～2d、5～6d出现，而且后期下降速度明显降低。2.3lox活性及突变在桃果实成熟衰老过程中伴随着膜脂过氧化作用和内源乙烯发生两大促进因子，这就是桃果实采后不耐贮运的生理因素。比较图1和图2表明：无论是在常温条件下或者是在低温和GA3处理条件下，LOX的活性高峰期都比内源乙烯发生高峰期提前1～2d，都呈明显的跃变型变化趋势。结合果实成熟软化进度分析，在果实软化初期LOX活性达到高峰期，随着果实软化程度的增加，果实内源乙烯释放量急剧上升，到果实完全软化时乙烯释放量达到高峰。说明在果实采后成熟衰老的过程中，首先启动了膜脂的过氧化作用，产生大量的脂肪酸，在增加果实香气、风味的同时，大量的不饱和脂肪酸为LOX提供了作用底物，产生氢过氧化物和游离自由基。这些脂质过氧化产物和自由基进一步毒害细胞膜系统、蛋白质和DNA,导致细胞膜功能丧失及降解死亡,促使果实组织软化、衰老。同时游离自由基的存在也启动了果实内源乙烯的合成系统，释放大量乙烯，这一成熟激素的不断累积，加速了果实的成熟衰老，所以在果实完全软化时出现了乙烯释放高峰期。低温和GA3处理通过调节LOX活性和内源乙烯的发生，延缓了果实后熟衰老进程，增加果实贮藏期2～6d。3lox活性的变化脂质过氧化作用是组织衰老过程中膜降解的主要机制,该过程有自由基的介入。膜脂过氧化作用的启动需要LOX，其氧化反应的时间和程度,与其酶活性变化相比,酶作用底物的有效性显得更为重要,而衰老过程由磷脂酶催化的膜磷脂降解产物游离不饱和脂肪酸则是LOX底物的主要来源。一旦氧化反应启动后,LOX便会自我活化（即LOX活性可被其催化产生的脂质过氧化物活化）。在果实软化初期LOX活性急剧升高，说明膜脂过氧化作用是果实软化的启动因子。乙烯是一种成熟衰老调节剂,在果实成熟、衰老进程中起着重要的调节作用。人为促进或抑制采后果实的内源乙烯生成,可加速或延缓果实的后熟软化进程。但有研究认为在有些果实的后熟软化过程中,乙烯只是一个决定后熟软化速度的因子,而非软化启动因子。桃果实后熟软化进程有典型的乙