采后茉莉酸甲酯处理对富士苹果青霉病和贮藏品质的影响

李灿婴，葛永红,*，朱丹实，张惠君

（1.渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁 锦州 121013；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州 730070）

采后茉莉酸甲酯处理对富士苹果青霉病和贮藏品质的影响

李灿婴1，葛永红1,*，朱丹实1，张惠君2

（1.渤海大学化学化工与食品安全学院，辽宁 锦州 121013；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州 730070）

以富士苹果为材料，研究采后茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）处理对果实损伤接种扩展青霉的抑制效果及对过氧化氢（H2O2）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性及果实贮藏品质的影响。结果表明，100 μmol/L MeJA处理10 min对苹果果实青霉病的抑制效果最好，MeJA处理提高了果实SOD活性，促进了果实体内H2O2的积累，抑制了CAT的活性。此外，外源MeJA处理明显提高了果实抗坏血酸含量，降低了贮藏期间果实的质量损失率，对果肉硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量无显著影响。由此推测，采后经MeJA处理的苹果果实抗病性提高和果实品质保持与抗氧化能力的提高有关。

富士苹果；茉莉酸甲酯；青霉病；活性氧；品质

茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MeJA）是高等植物体内天然存在的生长调节因子，在调控植物生长、发育和抗逆反应等方面具有重要作用[1]。研究发现，外源MeJA处理能够诱导番茄[2-3]、葡萄[4]、龙眼[5]、木瓜[6]、葡萄柚[7]、樱桃[8]、桃[9]、枇杷[10]、芒果[11]等果蔬的抗病性。进一步的研究表明，外源MeJA处理能够诱导果实中PR基因的表达、提高防御酶的活性、活化次生代谢途径等[2,11-13]。

苹果（Malus domestica）是我国北方地区广泛种植的水果，在采后具有良好的贮藏性，但是在贮藏中后期腐烂较为严重，其中尤以扩展青霉引起的青霉病最为常见。研究[14-18]报道，采后钼酸铵、焦亚硫酸钠、热处理、外源NO、β-氨基丁酸、生防菌等处理能够有效控制苹果果实青霉病。但是，有关MeJA处理对苹果采后青霉病控制的研究还鲜见报道。

本实验以富士苹果为试材，采后用不同浓度MeJA浸泡处理，研究其对苹果青霉病的控制效果及部分机理，并探讨MeJA处理对果实贮藏品质的影响，为MeJA在采后病害控制中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

富士苹果采自甘肃省景泰县条山农场，单果套发泡网袋后入标准包装箱（45 个/箱），当天运回实验室室温（（20±2） ℃、相对湿度55%～60%）贮藏待用；青霉病菌（Penicillium expansum）分离自贮藏中自然腐烂苹果果实，马铃薯葡萄糖琼脂培养基上保存待用。

MeJA（纯度95%） 成都格雷西亚化工科技有限公司。

H-1850R型离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司；UV-2450型分光光度计 日本岛津公司；WYA型阿贝折光仪 上海精科仪器有限公司；LX-D型硬度计上海伦捷有限公司。

1.2 方法

1.2.1 孢子悬浮液的配制

参照邓惠文等[19]方法。孢子悬浮液的浓度最后稀释至1×105个孢子/mL。

1.2.2 MeJA浓度筛选

选择大小一致、无机械损伤和病虫害的苹果果实，用自来水清洗后分别浸入到50、100、200 μmol/L的MeJA溶液（内含0.05%的Tween 80）中10 min，取出晾干后，常温贮藏待用。以清水处理为对照。每个浓度处理用果实15 个，重复3 次。

1.2.3 浸泡时间筛选

苹果果实用100 μmol/L MeJA分别浸泡处理1、5、10、15 min，晾干后用纸箱包装室温贮藏待用。每个处理时间用果实15 个，重复3 次。

1.2.4 损伤接种

参照Ren Yalin等[20]方法并修改，处理果实贮藏24 h后，用75%酒精表面消毒，用灭菌铁钉（直径3 mm）在果实赤道部位等距离刺孔4 个（深3 mm）。晾干后每孔接入20 μL P. expansum（1×105个孢子/mL）孢子悬浮液。稍作晾干后入包装箱，用聚乙烯塑料薄膜保湿，室温贮藏7 d后测定病斑直径。

1.2.5 取样

分别于清水、100 μmol/L MeJA处理后2、4、6、8、10 d取皮下2～5 mm处果肉组织3 g，锡箔纸包好，液氮冷冻后在—80 ℃保存待用。

1.2.6 活性氧代谢指标测定

1.2.6.1 过氧化氢（H2O2）含量和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性测定

参照Ren Yalin等[20]方法。H2O2含量以μmol H2O2/g表示。以每分钟吸光度变化0.01为1 个CAT活力单位（U），以U/g表示。

1.2.6.2 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性测定

参照Li Wenhao等[21]方法。SOD活性以每毫克蛋白抑制氮蓝四唑光化还原的50%为1 个酶活性单位（U/g）。

1.2.7 果实质量损失率的测定

将每个苹果标号后分别在处理后第2、4、6、8、10天称其质量，并按式（1）计算质量损失率。清水、100 μmol/L MeJA处理每次用果实10 个。

1.2.8 果实硬度和总可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量测定

参照任亚琳等[22]方法并修改。分别在果实贮藏2、4、6、8、10 d测定。TSS含量测定用阿贝折光仪，将苹果去皮，在其赤道部位均匀取4 个部位果实汁液测定。硬度测定用硬度计，围绕果实赤道部位削去果皮后均匀取4 点测定。每次测定用果实12 个，重复3 次。

1.2.9 果实可滴定酸（titratable acid，TA）和抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）含量测定

TA含量测定参照Meng Xianghong等[23]方法并修改。处理后第2、4、6、8、10天称取混合均匀磨碎的样品10.0 g，用去除CO2的蒸馏水定容到100 mL容量瓶中。用移液管吸取滤液10 mL，注入锥形瓶，加入2～3 滴1%酚酞指示剂，用标定后的0.01 mol/L NaOH溶液滴定。果实TA含量以苹果酸（换算系数为0.067）进行计算，见式（2）。每处理用果实10 个，重复3 次。

式中：c为NaOH溶液的当量浓度/（mol/L）；V为滴定消耗NaOH溶液体积/mL；m为样品的质量/g；K为换算为适当酸的系数，本实验中换算成苹果酸，为0.067。

AsA含量测定参照任亚琳等[22]方法。AsA含量以μg /g表示。

1.3 数据统计

实验数据用Microsoft Excel 2003进行处理以及SPSS 16.0软件进行数据统计处理。并计算标准偏差或进行Duncan’s多重差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 MeJA处理对果实病斑直径的影响

采后50、100、200 μmol/L MeJA处理均能降低损伤接种P. expansum的苹果果实病斑直径，其中100、200 μmol/L MeJA处理与对照存在显著性差异（P＜0.05），病斑直径分别比对照降低了5.14%和5.90%，但二者之间没有显著性差异（图1）。

图 1 不同浓度MeJA处理对损伤接种苹果果实P. expannssuumm病斑直径的影响Fig.1 Effects of MeJA treatment at different concentrations on lesion diameter of apple fruit inoculated with P. expansum

图 2 不同浸泡时间处理对损伤接种苹果果实P. expansum菌斑直径的影响Fig.2 Effects of dipping time on lesion diameter of apple fruit inoculated with P. expansum

100 μmol/L MeJA分别浸泡处理果实1、5、10、15 min后损伤接种P. expansum，果实病斑直径随着处理时间的延长而降低，其中以处理10 min和15 min效果较好，病斑直径分别比1 min降低了5.56%和5.31%，但二者之间没有显著性差异（图2）。

2.2 MeJA处理对H2O2含量的影响

图 3 采后MeJA处理对苹果果实H2O2含量的影响Fig.3 Effects of MeJA treatment on the content of H2O2in apple fruit

贮藏期间，果实中H2O2含量总体呈先升高后下降的趋势，但对照果实中H2O2的含量变化不大，100 μmol/L MeJA处理提高了H2O2的含量，第4天出现高峰，是对照的1.09 倍（图3）。

2.3 MeJA处理对SOD和CAT活性的影响

CAT可以将H2O2分解为O2和H2O，从而减轻对细胞的伤害。CAT活性贮藏过程中总体呈先升高后下降再升高的趋势，但MeJA处理抑制了果实CAT活性（图4B）。

图 4 采后MeJA处理对苹果果实SOD（A）和CAT（B）活性的影响Fig.4 Effects of MeJA treatment on the activities of SOD (A) and CAT (B) in apple fruit

2.4 MeJA处理对果实质量损失率的影响

果实采后质量的减轻源自于水分蒸腾、呼吸消耗及其他代谢过程消耗营养物质。采后MeJA处理降低了苹果果实质量损失率，且整个贮藏期间处理果实质量损失率始终低于对照，但二者没有显著性差异（图5）。

图 5 采后MeJA处理对苹果果实质量损失率的影响Fig.5 Effects of MeJA treatment on weight loss in apple fruit

2.5 MeJA处理对果实硬度和TSS含量的影响

图 6 采后MeJA处理对苹果果实硬度（A）和TSS含量（B）的影响Fig.6 Effects of MeJA treatment on fl esh hardness (A) and total soluble solids (B) in apple fruit

在整个贮藏期间，苹果果肉硬度逐渐下降，MeJA处理果实的果肉硬度始终低于对照，但是二者没有显著性差异（图6A）。TSS含量在贮藏期内也呈逐渐下降趋势，但是MeJA处理果实的TSS含量在贮藏前期低于对照果实，贮藏8 d后高于对照果实，但二者之间没有显著性差异（图6B）。

2.6 MeJA处理对果实TA和AsA含量的影响

图 7 采后MeJA处理对苹果果实TA含量（A）和AsA含量（B）的影响Fig.7 Effects of MeJA treatment on the contents of titratable acid (A) and ascorbic acid (B) in apple fruit

TA含量在整个贮藏期间逐渐下降，MeJA处理在贮藏后期延缓了果实TA含量的下降，但是和对照之间没有显著性差异（图7A）。在整个贮藏期间，对照果实AsA含量整体呈下降趋势，MeJA处理果实AsA含量先升高后下降，并且总体高于对照果实，如在贮藏第4天和第6天高出对照38.7%和25.1%（图7B）。

3 讨论与结论

本实验发现，不同浓度MeJA处理可以抑制苹果青霉病的病斑扩展，并且随着浓度的增加控制效果增强，其中以100 μmol/L处理10 min效果最佳。这与麻宝成等[24]在香蕉上的研究结果类似。采后MeJA处理也能够控制草莓、葡萄和枇杷果实的腐烂，但有效浓度不近相同，分别为1 μmol/L和10 μmol/L[10,25-26]。此外，采前50 μmol/L MeJA处理显著降低了贮藏期间芒果的腐烂率[11]，200 μmol/L MeJA处理能够降低甜樱桃贮藏期间褐腐病的发生[8]。由此表明，MeJA的有效处理浓度与果实种类、病原物的种类及处理时间等有关。

活性氧的积累是寄主受到病原物侵染或非生物胁迫后的早期反应之一。活性氧的积累可以直接作用于病原物，也可以作为信号分子启动其他防卫反应[5]。研究表明，MeJA处理诱导的芒果[11]、枇杷[5]、葡萄[26]等果实抗病性与果实中H2O2的积累有关。本实验也发现采后MeJA处理提高了苹果果实中H2O2的含量，其含量的提高与SOD活性的升高及CAT活性的抑制有关。由此表明，H2O2的产生可能是启动MeJA诱导苹果果实抗病性的主要因素之一。尽管H2O2的积累提高了果实的抗病性，但过量的H2O2又通过膜脂过氧化伤害寄主细胞，因此果实体内还存在H2O2的清除系统如AsA-谷胱甘肽循环（AsAGSH）、过氧化物酶等[20]，相关内容有待进一步研究。

果实采后的生理衰老及品质劣变是限制贮藏过程中果实保持香气物质、硬度、糖、酸、AsA、水分等的重要因素。水分的损失会导致感官品质劣变、营养及风味下降，甚至失去商品价值。本研究发现，采后MeJA处理抑制了果实质量损失率的升高，从而有利于保持果实的品质。这与水蜜桃果实上的研究[27]结果类似。本实验还发现，MeJA处理对果实的硬度、TSS和TA含量影响不明显，但可以明显提高果实AsA含量。在猕猴桃上的研究发现MeJA处理能够有效地抑制果肉硬度的下降[28]。有研究发现MeJA处理可促进草莓果实贮藏前期TSS含量的增加[25]，能保持水蜜桃果实较高的TSS含量[27]。芒果果实中的研究发现MeJA处理提高了果肉中AsA含量，但延缓了可溶性糖和TA含量的下降[11]。经MeJA处理的黄冠梨果实在贮藏过程中能保持较高的AsA含量[29]。水蜜桃果实中的研究也得到了类似的结果[27]。AsA含量的提高有助于提高果实的抗氧化能力，维持果实中AsA-GSH循环，提高清除活性氧的能力，从而延缓果实衰老。由此表明，不同果实由于质地、采后呼吸、乙烯及其他代谢不同，MeJA处理对果实品质指标的影响也不尽相同。

采后MeJA处理能够诱导富士苹果果实对青霉病的抗性，以其中100 μmol/L处理10 min效果最佳，这种抗病性的提高与果实抗氧化能力的提高有关。同时，MeJA处理延缓了果实质量损失率的增加，提高了果实AsA含量，而对硬度、TSS和TA含量的影响不明显。由此表明，采后MeJA处理能够提高苹果果实的抗病性，从而延长贮藏期，并且保持了果实原有品质。

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Effects of Methyl Jasmonate Treatment after Harvest on Blue Mould and Storage Quality of ‘Fuji’ Apple Fruit

LI Canying1, GE Yonghong1,*, ZHU Danshi1, ZHANG Huijun2
(1. College of Chemistry, Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University, Jinzhou 121013, China; 2. College of Food Science and Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

Apple (Malus domestic cv. Fuji) fruit were used to study the inhibitory effects of postharvest treatment with methyl jasmonate (MeJA) on Penicillium expansum inoculated in wounded apples as well as the influence on hydrogen peroxide (H2O2) content, superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities, and storage quality. The results indicated that dipping in 100 μmol/L MeJA for 10 min was the most effective against blue mould of apple fruit. In addition, postharvest MeJA treatment increased the SOD activity, promoted the accumulation of H2O2, inhibited CAT activity and enhanced the content of ascorbic acid and decreased weight loss, while not significantly affecting flesh hardness or the contents of total soluble solids and titratable acid in apple fruit. These results suggest that MeJA induces disease resistance and maintains fruit quality, and this effect may be associated with increased antioxidant ability.

Fuji apple; methyl jasmonate (MeJA); blue mould; reactive oxygen species; quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）02-0255-05

10.7506/spkx1002-6630-201502049

2014-06-16

渤海大学博士启动基金项目（bsqd201405）；辽宁省食品安全重点实验室开放课题（LNSAKF2013021）

李灿婴（1981—），女，硕士，研究方向为果蔬贮藏与保鲜。E-mail：cora_51@163.com

*通信作者：葛永红（1979—），男，副教授，博士，研究方向为果蔬贮藏与保鲜。E-mail：geyh1979@163.com