多酚氧化酶抑制剂对绢毛相思切叶的保鲜效应

2014-07-05刘季平李红梅冼锡金何生根

湖北农业科学 2014年5期

刘季平　李红梅　冼锡金　何生根

摘要：以绢毛相思（Acacia holosericea）切叶为试验材料，用多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）抑制剂乙基间苯三酚（4-hexylresorcinol，HR）、环庚三烯酚酮（Tropolone，TP）和焦亚硫酸钠（Sodium metabisulfite，SM）预处理5 h后再进行瓶插，观测切叶的瓶插寿命、鲜重、吸水量、失水量和水分平衡值的变化，研究PPO抑制剂对绢毛相思切叶瓶插寿命和水分关系的影响。结果表明，与对照相比，适宜的PPO抑制剂预处理可有效改善绢毛相思切叶的水分吸收并维持其鲜重，延长其瓶插寿命，其中以5.0 mmol/L HR处理的效果最为突出，比对照延长瓶插寿命达3.9 d。

关键词：绢毛相思（Acacia holosericea）；切叶；多酚氧化酶（PPO）；抑制剂；瓶插寿命

中图分类号：S681.5 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）05-1153-03

切花（叶）是鲜活的园艺产品，采后良好的水分关系是决定其观赏品质和寿命的主要因素[1-3]。然而大多数切花（叶）采后易发生茎堵塞（Stem blockage）现象，并严重影响花枝的水分吸收和输导，造成水分代谢失衡，导致其观赏寿命的降低或丧失[4]。切花采后茎堵塞的发生机制复杂、多样，目前大致可以归纳为微生物堵塞（Bacterial blockage）、空气堵塞（Air blockage）以及采切创伤引起的生理性堵塞（Physiological blockage）3种。通过在切花瓶插液中加入杀菌剂及切花在水中重新剪切可不同程度地减轻微生物堵塞和空气堵塞的发生，而生理性堵塞与采切创伤所诱发的愈合反应密切相关[3， 5-7]。已有研究表明，采切创伤可诱导参与植物防卫机制相关酶活性的增强，从而引起一系列相关物质（如酚类物质、木质素、木栓质等）在切花切口及邻近部位的聚集，导致水分的吸收和运输受阻，其涉及复杂的生理机制[4-6]。

酚类（Phenols）是普遍存在于植物体内的次生代谢物质。已有研究表明，经机械损伤处理后，植物中酚类含量均明显增加，并认为它们的产生可以阻止病原体侵染和加快伤口愈合[8-10]。植物受创伤后的酚类代谢主要涉及一系列酶参与的酚类合成与氧化过程，其中多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）被认为是酚类氧化的关键酶。近年来研究报道了部分切花如菊花[4]、蜡花[11]和寒丁子[12] 等，经PPO抑制剂处理后可改善其采后水分吸收和运输，并延长其观赏寿命。

绢毛相思（Acacia holosericea）属于含羞草科（Mimosaceae）金合欢属（Acacia）植物，主要分布在澳大利亚北部地区，在我国一些地区也有栽种。金合欢属的一些品种，如Acacia baileyana、Acacia dealbata和Acacia retinodes等已在澳大利亚和欧洲作为切叶进行生产和销售。绢毛相思的叶状柄较大，上面覆有银色的绒毛，观赏价值高，被认为是一种很有潜力的新型切叶植物[3，13]。不过，该切叶采后易于发生水分亏缺引起的萎蔫现象，瓶插寿命偏

短[3，13]。本试验初步探讨了PPO抑制剂乙基间苯三酚（HR）、环庚三烯酚酮（TP）和焦亚硫酸钠（SM）预处理对绢毛相思切叶瓶插寿命和水分关系的影响，以期为进一步研究探讨切花（切叶）采后酚类代谢的调控及PPO抑制剂在切花（切叶）保鲜上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料和试剂

绢毛相思鲜切叶采于澳大利亚昆士兰大学Gatton校区试验花场。采后置于装有去离子水的塑料桶中，用PE袋包裹材料露出部分，避免水分过多散失和受到污染，并在1 h内运至采后试验室复水。挑选发育状况一致、健壮无病虫害的切叶在去离子水中平切其基部，使叶枝总长度约为40 cm，并保留6～8个叶片备用。

乙基间苯三酚、环庚三烯酚酮和焦亚硫酸钠均为分析纯（美国Sigma-Aldrich公司）。

1.2 试验方法

基于前期预备试验的结果，选择3种PPO抑制剂各2个预处理浓度，其中HR和SM浓度为5.0和10.0 mmol/L，TP浓度为2.5和5.0 mmol/L，以去离子水为对照。将修剪好的绢毛相思切叶茎基部分别置于不同浓度的3种PPO抑制剂预处理液中5 h，然后单枝插入盛有200 mL去离子水的塑料瓶中，瓶口用保鲜膜覆盖，以防止水分蒸发，随机摆放在人工气候室试验台。瓶插环境的温度为（25 ± 2）℃，湿度（60 ± 10）%，光照周期为12 h光照 / 12 h黑暗。

1.3 瓶插指标的测定

切叶瓶插寿命的判定，参照参考文献[3]的方法进行。瓶插期间每天观察记录绢毛相思切叶外观品质的变化，瓶插寿命的终止以50%叶片失水萎焉为准，每处理8个重复。分别测定瓶插期间各处理切叶塑料瓶 + 瓶插液的重量（记为F），塑料瓶+切叶 +瓶插液的重量（记为G），计算切叶的鲜重变化率、吸水量、失水量和水分平衡值。

鲜重变化率 = 瓶插第n天的鲜重 / 初始重量 × 100%

瓶插第n天的吸水量=Fn-Fn-1

瓶插第n天的失水量=Gn-Gn-1

瓶插第n天的水分平衡值=瓶插第n天吸水量-瓶插第n天失水量

1.4 数据统计与分析

瓶插寿命用平均值±标准差表示，并用Duncans新复极差法（P<0.05）进行显著性检验；鲜重变化率、吸水量、失水量和水分平衡值用平均值表示，并采用最小显著差数法（Least significance difference，LSD）进行显著性比较。所有数据均采用DPS 9.50数据处理系统软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 PPO抑制剂预处理对绢毛相思切叶瓶插寿命的影响

由表1可知，与对照去离子水相比，不同浓度的3种PPO抑制剂预处理均可不同程度地延长绢毛相思切叶的瓶插寿命，其中以5.0、10.0 mmol/L HR预处理的效果最为突出，瓶插寿命分别达到10.5、9.7 d，其次为2.5、5.0 mmol/L TP预处理，经二者处理的瓶插寿命均显著长于对照和SM处理，但HR和TP处理之间以及二者的不同处理浓度之间的差异均不显著。

2.2 PPO抑制剂预处理对绢毛相思切叶鲜重变化率的影响

由图1可知，对照和3种PPO抑制剂预处理的绢毛相思切叶在整个瓶插期间鲜重变化率呈下降的趋势，但各抑制剂处理的鲜重变化率均不同程度地高于对照，其中以5.0 mmol/L HR预处理的效果最为突出，该处理的鲜重变化率自瓶插第3 天开始就显著高于对照和其他抑制剂处理。5.0 mmol/L的SM和TP预处理则分别自瓶插第5天和第6 天开始显著高于对照，但二者之间的差异不显著。

2.3 PPO抑制剂预处理对绢毛相思切叶吸水量、失水量和水分平衡值的影响

由图2可知，对照和3种PPO抑制剂预处理的绢毛相思切叶在整个瓶插期间吸水量和失水量的变化呈先升后降的趋势，但各抑制剂处理的吸水量和失水量均不同程度地高于对照，其中5.0 mol/L HR预处理的吸水量和失水量在瓶插第三天至第七天均显著高于对照。另外，各抑制剂处理的绢毛相思切叶水分平衡值在大部分瓶插期间均高于对照，其中以5.0 mmol/L HR预处理的效果最佳。

3 小结与讨论

生理性茎堵塞是切花（叶）采后发生的普遍现象，不少切花（切叶）采后即使浸于无菌溶液（含杀菌剂）中，但仍不能避免采后茎堵塞的发生，这与采切创伤引起的生理性愈合反应密切相关[4-6]。近年来有研究者认为，在切花（叶）生理性堵塞发生过程中涉及酚类代谢[4， 6， 11]。PPO在植物体中广泛分布，是参与酚类物质氧化的关键酶[12， 14]。已有研究表明，PPO抑制剂HR和TP处理可延长寒丁子Van zijverden切花[12]和月季Red one切花[13]的瓶插寿命及延缓菊花Viking切花叶片的萎蔫[12]。本研究中也得到相似的结果，PPO抑制剂HR、TP和SM均可延长绢毛相思切叶的瓶插寿命，维持其鲜重，改善其水分吸收和维持水分平衡值。这些结果一方面表明，PPO可能参与绢毛相思切叶采切创伤后的愈合反应，进而造成生理性堵塞和吸水受阻，另一方面表明采用适宜的PPO抑制剂可在一定程度上抑制绢毛相思切叶创伤反应的发生并减轻生理性堵塞，进而改善水分吸收和运输，最终延长绢毛相思的瓶插寿命。

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