外源乙烯对马铃薯发芽的抑制作用

赵 双，傅茂润，*，陈庆敏，刘秀河，王层层，朱凌红

（1.山东轻工业学院食品与生物工程学院，山东济南 250353；

2.山东省农业干部管理学院现代农业技术系，山东济南 250100；

3.内蒙古锡林郭勒盟环境保护监测站，内蒙古锡林郭勒盟 026000）

外源乙烯对马铃薯发芽的抑制作用

赵 双1，傅茂润1，*，陈庆敏2，刘秀河1，王层层1，朱凌红3

（1.山东轻工业学院食品与生物工程学院，山东济南 250353；

2.山东省农业干部管理学院现代农业技术系，山东济南 250100；

3.内蒙古锡林郭勒盟环境保护监测站，内蒙古锡林郭勒盟 026000）

目的：研究外源乙烯在室温条件下对马铃薯发芽的抑制作用。方法：使用固体乙烯释放剂处理马铃薯，观察外源乙烯对马铃薯发芽时间和发芽指数的影响。结果：实验结果表明，乙烯有效推迟了马铃薯的起始发芽时间8～10d，而且乙烯浓度越高，效果越好；重复使用的效果更佳，可以降低发芽指数15%左右；浸蘸具有增效作用，降低发芽指数8%左右。结论：外源乙烯可对马铃薯的发芽起到一定的调控作用，但发芽进程无法完全抑制。

马铃薯，外源乙烯，发芽，抑制作用

马铃薯（Solanum tuberosum）是重要的粮、菜兼用高产作物之一，素有“地下苹果”和“第二面包”之美称，在我国种植业中仅次于粮食产业，是我国具有竞争优势的重要作物[1]。马铃薯储存一段时间之后就会发芽绿化，并产生一些龙葵素等有毒物质，这降低了马铃薯的食用和加工价值，给生产商和加工厂商带来了巨大的经济损失，也给消费者带来了巨大的食用安全隐患[2-3]。目前抑制马铃薯发芽的主要措施是低温贮藏并辅助使用抑芽剂，主要的抑芽剂有CIPC（氯苯胺灵）、萘乙酸甲酯、青鲜素等化学试剂；另外一种常用的抑芽技术是辐照处理，它可非常有效的防止马铃薯的发芽[4-6]。但上述方法存在一定的安全隐患[6-8]，研究更安全的马铃薯抑芽剂和抑芽技术是大势所趋。1925年Rosa首次报道，乙烯具有缩短马铃薯自然休眠进程的作用，近年来国内外众多学者对乙烯在各种子和根茎的发芽过程中的作用做过研究，发现乙烯可以抑制花[9]和块茎的发芽[10]，而民间长久以来就采用将青苹果和马铃薯混放的办法来延缓发芽，其原理就是苹果释放的乙烯具有抑芽作用。本文采用外源乙烯固体释放剂对货架期马铃薯进行处理，研究外源乙烯对马铃薯发芽的影响，为开发新型、安全的马铃薯抑芽技术和产品提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

马铃薯 费乌瑞它（Favorita），在3.2℃冷库预存3个月，已过休眠期；外源乙烯固体释放剂 每包重量为2.5g，有效成分含量20%，专利申请号200910230684.3。

1.2 实验方法

处理方法：从冷库里取出马铃薯，分装到箱子中，每个箱子内套有内衬袋，马铃薯的个数大于30个，每个箱子为一个处理。当时室温15℃左右。不同的处理方式如下：M1：将1包释放剂放入箱子中；M2：将1包释放剂放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M3：将1包释放剂放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重复此操作；M4：将2包释放剂放入箱子中；M5：将2包释放剂放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中；M6：将2包释放剂放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重复此操作；M7：将3包释放剂放入箱子中；M8：将3包释放剂放入水中浸蘸5min，之后放入箱子中；M9：将3包释放剂放入水中浸蘸5m in，之后放入箱子中，10d后重复此操作；CK：对照，不放乙烯释放剂。

1.3 发芽指数的测定

处理15d后进行马铃薯的发芽指数统计。以每个土豆所有芽眼均无发芽现象为0级，25%以下的芽眼发芽为1级，25%～50%的芽眼发芽为2级，50%以上的芽眼发芽为3级。发芽指数的计算公式如下：

式中，i代表发芽级数；Xi代表i级马铃薯的个数；T代表马铃薯的总个数。

1.4 数据分析

数据分析采用SPSS 11.5；差异性分析采用ANOVA程序；数值用平均值±SD来表示，数值平均值之间的显著性分析采用Tukey’s两两比较法，水平为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 外源乙烯对马铃薯发芽时间的影响

由表1可以看出，使用乙烯释放剂处理后，马铃薯的初始发芽时间均超过13d，比对照至少延迟了8d，但各处理组之间差别不大，15d均已发芽。这表明，外源乙烯的使用可有效推迟马铃薯的发芽时间，但并不能完全抑制发芽。

表1 外源乙烯处理后马铃薯的初始发芽时间Table 1 Initial sprouting time of potatoes treated with exogenous ethylene

2.2 不同外源乙烯用量对马铃薯发芽指数的影响

由图1可以看出，M1的发芽指数为63.2%±4.26%，M4的发芽指数为54.2%±3.52%，M7的发芽指数为49.1%±4.02%，M4和M7的处理与M1的处理之间有显著性差异（p＜0.05）。这表明，随着外源乙烯释放剂用量的增加，马铃薯的发芽指数降低，即乙烯浓度越高，抑芽效果越好。

图1 不同用量外源乙烯处理的马铃薯的发芽指数Fig.1 Sprouting index of potatoes treated with various concentration of exogenous ethylene

2.3 浸蘸对马铃薯发芽指数的影响

由图2可以看出，不管乙烯释放剂用量的大小，水浸蘸均可以增强乙烯对马铃薯的抑芽效果。M1发芽指数为63.2%±4.26%，而M2的发芽指数为57.2%± 4.55%，差异不显著（p＞0.05）；M4的发芽指数为54.2% ±3.52%，M5的则为47.21%±4.31%，差异不显著（p＞0.05）；M7的发芽指数为49.1%±4.02%，M8的则为36.3%± 5.23%，差异显著（p＜0.05）。这表明浸蘸可增强外源乙烯的抑芽效果，这是浸蘸后固体乙烯释放剂中乙烯的释放速度和效率增加的缘故。

图2 未浸蘸/浸蘸处理的马铃薯发芽指数Fig.2 Sprouting index of potatoes treated with exogenous ethylene dipped in water or not

2.4 重复处理对马铃薯发芽指数的影响

由图3可以看出，第一次使用乙烯释放剂10d后，放入同样剂量的释放剂，重复处理均可以降低马铃薯的发芽指数。M2发芽指数为57.2%±4.55%，M3的发芽指数为44.0%±2.95%，差异显著（p＜0.05）；M5的发芽指数为47.2%±4.31%，M6的发芽指数为39.2%±3.34%，差异显著（p＜0.05）；M8的发芽指数为36.3%±5.23%，M9的发芽指数为31.7%±2.98%，差异不显著（p＞0.05）；重复使用外源乙烯释放剂可使包装袋内乙烯的有效浓度得以维持，对发芽的抑制效果更好。这表明，外源乙烯对马铃薯抑芽作用的持续性不强。在洋葱上的研究也表明，持续使用外源乙烯可有效推迟鳞茎的发芽时间，但一旦外源乙烯的强制约束得到解除，发芽就会马上开始[10]。

图3 重复使用外源乙烯的马铃薯的发芽指数Fig.3 Sprouting index of potatoes treated repeatedly with exogenous ethylene

3 结论

由本文的实验结果可知，与对照组相比，乙烯处理组显著地推迟了马铃薯初始发芽时间8～10d（表1），表现出很好的抑芽效果。Prange等[11]用乙烯以166μmol/m3的浓度持续进行处理马铃薯至少25周，推迟了萌芽开始的时间5～15周，这与本研究的实验结果一致。另外，Külen[12]、Suttle[13]和Jeong[14]等的研究也得到了类似的结果。在本研究中使用不同袋数的乙烯释放剂处理马铃薯，发现用量的增加可以逐渐降低块茎的发芽指数（图1）；另外浸蘸增大了乙烯的释放效率，与增加乙烯的用量有着相似的效果，从而得到了更好的抑芽效果（图2）。W ills等[15]用0.005～ 10μL/L的乙烯在20℃条件下处理马铃薯块茎，发现每个块茎上平均出现一个芽的时间随乙烯浓度的增加而延长，Suttle[13]和W ills[15]的研究结果表明，乙烯对马铃薯发芽抑制效果与乙烯剂量存在正相关性。本研究发现虽然增加了乙烯用量，但块茎的初始发芽时间并没有再推迟，具体的原因还需要进一步的探讨；另外，乙烯的重复使用可以增强抑芽的效果（图3），Prange[16]的研究结果与本研究中乙烯释放剂的重复使用和单次使用的对比实验结果一致。

另外，本文中所使用的是固体乙烯释放剂，与以前研究中所用的乙烯气体相比更适合在马铃薯的贮藏中使用，具有使用方便、控制简单的优势，因此值得更进一步的研究和推广。但研究中乙烯处理过的马铃薯的初始发芽时间仅推迟了8～10d，实际应用效果还不太理想，与其他抑芽剂的作用效果还有一定差距，可能是还没有找到更合理的乙烯浓度，或者处理方法不够完善，这些问题还需要做进一步的探索。

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Inhibition effect of exogenous ethylene on potato sprouting

ZHAO Shuang1，FU M ao-run1，*，CHEN Qing-m in2，LIU Xiu-he1，WANG Ceng-ceng1，ZHU Ling-hong3
（1.College of Food and Bioengineering，Shandong Polytechnic University，Jinan 250353，China；
2.Department ofModern Agricultural Technology，Shandong Agricultural Administrators College，Jinan 250100，China；
3.Environmental Protection Monitoring Station，Xilinguole 026000，China）

Ob ject：To study the inhibition of exogenous ethylene in potato sp routing.Methods：Potatoes were treated by solid ethylene releasing agents and effect of exogenous ethylene on the initial time of potato sp routing and sp routing index was observed.Results：Exogenous ethylene was effective in delaying sp routing time for about 8～10d.The higher the concentration of ethylene，the better the inhibition effect was.Potatoes treated repeated ly showed better effec t than once treated，which sp routing index was dec lined by 15%. Moreover，treatment of solid ethylene releasing agents dipped in water was more effective，which sp routing index was dec lined by almost8%.Conc lusion：Treatmentof exogenous ethylene influenced the potato sp routing p rocess，however，sp routing couldn’t be supp ressed com p letely.

potato；exogenous ethylene；sp routing；inhibition

TS255.3

A

1002-0306（2012）22-0363-03

2012－05－14 *通讯联系人

赵双（1988-），女，在读硕士，主要从事食品贮藏方面的研究。

国家青年科学基金项目（31201428）。