逐步降温对哈密瓜果实采后冷害、品质及内源激素的影响

张 婷，车凤斌，潘 俨，徐 斌，饶景萍

(1 西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌 712100； 2 新疆农业科学院 农产品贮藏加工研究所，新疆 乌鲁木齐 830091)



逐步降温对哈密瓜果实采后冷害、品质及内源激素的影响

张 婷1,2，车凤斌2，潘 俨2，徐 斌2，饶景萍1

(1 西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌 712100； 2 新疆农业科学院 农产品贮藏加工研究所，新疆 乌鲁木齐 830091)

【目的】 探讨逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实采后冷害、品质及内源激素含量的影响，为新疆哈密瓜采后低温贮运保鲜提供参考。【方法】 以‘86-1’哈密瓜果实为研究对象，研究直接降温((1±0.5) ℃，对照)和逐步降温((8±0.5) ℃，1 d→(5±0.5) ℃，3 d→(3±0.5) ℃，3 d→(1±0.5) ℃)处理对其采后贮藏过程中的冷害指数、冷害率以及果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素 (GA)、玉米素(ZR)含量的影响。【结果】 逐步降温处理可使‘86-1’哈密瓜果实的冷害发生时间推迟42 d，贮藏63 d后冷害率仅为对照的10.53%。逐步降温处理显著抑制‘86-1’哈密瓜果实的硬度和维生素C含量的下降，贮藏49 d时，逐步降温、对照处理的果实硬度分别下降了39.37%和45.48%，贮藏63 d时，以上两组处理的果实维生素C含量分别下降了56.17%和73.42%；但逐步降温、对照处理对可溶性固形物和可滴定酸含量的影响不明显，贮藏63 d后，逐步降温、对照处理的果实可溶性固形物含量分别下降至8.52%和8.07%，下降幅度分别为31.57%和35.18%；两组处理的果实在整个贮藏期内可滴定酸含量基本维持在0.085%～0.112%；贮藏14～63 d，与对照相比，逐步降温处理的果实中ABA、IAA、GA及ZR含量维持在较高水平。【结论】 逐步降温处理((8±0.5) ℃，1 d→(5±0.5) ℃，3 d→(3±0.5) ℃，3 d→(1±0.5) ℃)能有效延缓及控制‘86-1’哈密瓜果实采后冷害的发生，提高果实内源激素的水平，较好地保持果实品质。

哈密瓜；逐步降温；冷害；果实品质；内源激素

哈密瓜(CucumismeloL.)属葫芦科，甜瓜属，厚皮甜瓜类，是新疆主要的园艺特产之一，其肉质松脆，味道香甜，风味浓郁，营养丰富，深受国内外消费者的喜爱[1]。由于其生产地域性和季节性较强，常温运输距离长，采后果实衰老和品质劣变迅速，腐烂严重，货架期短。低温冷藏虽能显著抑制哈密瓜果实采后品质劣变，延长其贮藏期，但3 ℃以下低温贮藏容易导致果实冷害发生，直接降低了果实的品质和商品价值，从而限制了哈密瓜果实的冷藏期[2]。因此，研究哈密瓜果实采后冷害控制技术及其发生机制，进而延长其低温贮藏期及货架期，具有重大的现实意义。

逐步降温是一种冷锻炼或冷驯化，因其无毒无害、无污染、无化学残留而又操作简单，已在番茄[3]、鳄梨[4]、枇杷[5]、石榴[6]、水密桃[7]和猕猴桃[8]等多种果蔬冷害控制的研究上获得明显的效果。然而，逐步降温处理减轻冷害的机理尚不十分清楚，国内外有关逐步降温处理对内源激素的影响报道甚少，仅见冷锻炼处理显著提高了马铃薯[9]、南瓜[10]、猕猴桃[11]等果蔬中的脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)及赤霉素(GA)的含量进而提高了果蔬抗冷性的报道，逐步降温处理是否可以延缓及控制哈密瓜果实采后冷害尚未见报道，是否与果实的内源激素含量有关还不清楚。因此，本研究以哈密瓜‘86-1’品种果实为试材，研究逐步降温处理对果实冷藏过程中冷害、品质及内源激素的影响，以期为逐步降温处理在哈密瓜低温贮运保鲜中的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

供试哈密瓜品种‘86-1’于2014-08-28采自新疆阿勒泰市二牧场，采收时果实可溶性固形物(SSC)含量均达到12%～13%，采后24 h内运回新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所冷库。选择大小均匀、无病虫害、无机械损伤的果实，随机将果实分成2组，分别进行如下处理：(1)对照组(Control)，将果实直接放入(1±0.5) ℃的冷库中进行贮藏；(2)逐步降温(Gradual cooling)处理组，先将果实放入(8±0.5) ℃的冷库中1 d，待果心温度达到设定温度后，将库温降至(5±0.5) ℃(每隔12 h降低2.5 ℃)，此条件下贮藏3 d，再将库温降至(3±0.5) ℃继续贮藏3 d，最后库温降至(1±0.5) ℃继续贮藏56 d，共贮藏63 d。每组 3 个重复，每个重复用果60个。

将以上2组处理果实均置于容量为6 m3的冷库中，库内相对湿度控制在75%～80%。入库当天及此后每7 d 随机取3个果实用于相关指标测定，各个指标测定均重复3 次；同时每重复取3个果实放置于室温(20～25 ℃) 3 d后,观察并统计冷害指数和冷害率。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 冷害指数及冷害率 冷害指数参考Bi等[12]的方法估算。冷害程度分为5级：0级，无冷害发生；1级，冷害发生面积≤10% ；2级，10%<冷害发生面积≤25%；3级，25%<冷害发生面积≤50%；4级，冷害发生面积>50%。冷害指数=∑(冷害果实数×冷害级数)/(总果实数×最高冷害级数)；冷害率=冷害果实数/总果实数×100%。

1.2.2 果实硬度及可溶性固形物(SSC)、可滴定酸、维生素C含量 果实硬度采用GY-1型水果硬度计(探头直径10 mm，探头深度10 mm)测定，在赤道处将瓜切成两半，在果皮向内1 cm处取8个点分别测定果肉的硬度，取其平均值，单位为“kg/cm2”；可溶性固形物含量用TD-45型手持式折光仪测定；可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定；维生素C含量参考GB/T 5009.86测定。

1.2.3 内源激素(ABA、GA、IAA及ZR)含量 内源激素提取参照丁静等[13]的方法，并按Zhao等[14]的方法测定含量。

1.3 数据处理

采用Excel 2003处理试验数据，采用SigmaPlot 12.0做图，用SPSS 20.0进行数据差异性分析，差异显著性比较采用LSD法。

2 结果与分析

2.1 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实冷害的影响

由图1-A和图1-B可以看出，‘86-1’哈密瓜果实低温贮藏过程中冷害指数和冷害率均逐步增大。

图 1 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实冷害指数(A)和冷害率(B)的影响

Fig.1 Effect of gradual cooling treatment on chilling injury index(A)and chilling injury incidence (B) of ‘86-1’ Hami melon(CucumismeloL.) fruits

由图1可知，对照组‘86-1’哈密瓜果实贮藏14 d后再移至常温保存3 d，此时个别果实出现冷害，随着低温胁迫时间的延长，果实冷害加重，至贮藏结束时，冷害指数从0.011上升至0.87，果实冷害率由7.41%上升至63.33%；逐步降温处理‘86-1’哈密瓜果实在贮藏49 d再移至常温3 d后，个别果实开始出现轻微的冷害症状，冷害出现的时间比对照推迟了42 d。贮藏63 d时，逐步降温处理的冷害率仅为对照的10.53%。整个贮藏过程中，逐步降温处理的‘86-1’哈密瓜果实冷害指数和冷害率均显著低于对照，二者间差异达到极显著水平(P<0.01),表明逐步降温处理可以显著抑制‘86-1’哈密瓜果实冷害的发生。

2.2 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实品质的影响

由图2-A可以看出，随着贮藏时间的延长，‘86-1’哈密瓜果实的硬度呈现逐渐下降的趋势，且逐步降温处理的果实硬度在整个贮期内始终高于对照。贮藏初期(0 d)，‘86-1’哈密瓜果实的硬度为4.42 kg/cm2，贮藏至49 d时，对照果实的硬度下降为 2.41 kg/cm2，下降了45.48%，而逐步降温处理的果实硬度下降为2.68 kg/cm2，下降了39.37%，可见逐步降温处理可以显著抑制贮藏前49 d‘86-1’哈密瓜果实硬度的下降(P<0.05)，但对贮藏后期(49～63 d)果实的硬度影响不显著，这可能与贮藏后期果实病害发生引起的果实品质下降有关。

图2-B显示，随着贮藏时间的延长，‘86-1’哈密瓜果实的可溶性固形物含量呈现逐渐下降的趋势。贮藏0 d时，‘86-1’哈密瓜果实的可溶性固形物含量为12.45%，至贮藏结束时，对照、逐步降温处理的果实可溶性固形物含量分别下降至8.07%和8.52%，下降幅度分别为35.18%和31.57%，两者间差异不显著(P>0.05)。可见逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实的可溶性固形物含量影响较小。

图2-C显示，‘86-1’哈密瓜果实的可滴定酸含量在低温贮藏过程中呈现先上升后下降的趋势，且逐步降温处理的果实可滴定酸含量始终高于对照。贮藏前期，逐步降温处理与对照果实的可滴定酸含量虽出现小幅上升，但整个贮期内，‘86-1’哈密瓜果实的可滴定酸含量基本维持在0.085%～0.112%，两组处理间的差异也不显著(P>0.05)，表明逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实的可滴定酸含量影响不显著，对果实的风味影响较小。

图2-D显示，‘86-1’哈密瓜果实的维生素C含量在低温贮藏过程中呈现逐渐下降趋势，且逐步降温处理的果实维生素C含量在整个贮期内始终高于对照。贮藏14 d时，逐步降温处理与对照的果实维生素C含量下降幅度较小，分别由初期的13.10 mg/hg下降为11.06和10.62 mg/hg，贮藏14 d以后果实维生素C含量下降较快，至63 d时，尤其是对照果实维生素C含量由初始13.10 mg/hg下降至3.78 mg/hg，下降了73.42%，这可能与‘86-1’哈密瓜果实的冷害发生有关；逐步降温处理的果实维生素C含量降幅较小，仅为56.17%。可见，逐步降温处理可显著(P<0.05)抑制贮藏过程中果实维生素C含量的下降。

图 2 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实硬度(A)、可溶性固形物含量(B)、可滴定酸(C)和维生素C(D)含量的影响

2.3 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实内源激素含量的影响

由图3-A可以看出，‘86-1’哈密瓜果实的ABA含量在冷藏过程中呈现先上升后下降的趋势。贮藏0～28 d, 逐步降温处理与对照果实中的ABA含量逐渐上升，在贮至28 d时均达到峰值，分别为106.11和97.21 ng/g；贮藏28 d以后，两组处理果实中的ABA含量逐渐下降。与对照相比，逐步降温处理在贮藏过程中可促进ABA含量的上升并抑制后期ABA含量的下降。整个贮期内，逐步降温处理的‘86-1’哈密瓜果实中ABA含量始终高于对照，且在贮藏14～49 d二者差异达到显著水平(P<0.05)。

由图3-B可以看出，‘86-1’哈密瓜果实的IAA含量在冷藏过程中表现为先升后降的趋势。对照处理的哈密瓜果实IAA含量在贮藏7 d时达到峰值63.86 ng/g，而逐步降温处理的哈密瓜果实IAA含量在贮藏14 d时达到峰值65.25 ng/g；贮藏14～63 d，两组处理的‘86-1’哈密瓜果实中IAA含量逐渐下降，下降幅度分别为87.81%和70.19%,逐步降温处理的IAA含量始终显著(P<0.05)高于对照，表明逐步降温处理可有效延缓‘86-1’哈密瓜果实IAA含量的下降，提高果实的抗冷性。

由图3-C可以看出，‘86-1’哈密瓜果实的GA含量在冷藏过程中逐步下降，逐步降温处理的哈密瓜果实GA含量始终高于对照，表明逐步降温处理抑制了‘86-1’哈密瓜果实中GA含量的下降；贮藏14 d后，逐步降温处理果实中的GA含量显著(P<0.05)高于对照，表明高水平的GA有助于提高‘86-1’哈密瓜果实的抗冷性。

由图3-D可知，‘86-1’哈密瓜果实的ZR含量在冷藏过程中总体呈下降趋势，逐步降温处理的哈密瓜果实ZR含量始终高于对照,且贮藏7 d后，逐步降温处理与对照的ZR含量差异显著(P<0.05)，表明逐步降温处理可以抑制‘86-1’哈密瓜果实低温贮藏中ZR含量的下降，从而提高果实的抗冷性。

图 3 逐步降温处理对‘86-1’哈密瓜果实ABA(A)、IAA(B)、GA(C)和ZR(D)含量的影响

Fig.3 Effect of gradual cooling treatment on contents of ABA (A),IAA(B),GA (C) and ZR (D) of ‘86-1’ Hami melon(CucumismeloL.) fruits

3 讨 论

哈密瓜起源于中部非洲热带地区，果实对温度较敏感，在冰点以上低温环境中容易发生代谢失调和细胞伤害，即冷害。冷害的发生严重影响了果实的商品性、抗病性和耐藏性[15]。‘86-1’是新疆的主栽中晚熟哈密瓜品种之一，采后1 ℃贮藏14 d，移至常温3 d后出现冷害，冷害发生极大地影响其硬度、风味及营养物质的下降[2]。逐步降温是哈密瓜逐渐适应低温防止冷害发生的冷锻炼/预冷过程。‘86-1’哈密瓜果实在逐渐适应低温的过程中，一方面将大量的田间热散去，另一方面是愈伤的过程，第三方面可能启动了果实的防御系统，这将有助于提高果实的抗冷性。本研究结果发现，逐步降温处理可使‘86-1’哈密瓜果实低温贮藏过程中冷害的发生推迟42 d，显著降低低温贮藏过程中果实的冷害指数和冷害率(P<0.05)，抑制果实硬度及维生素C含量的下降，但对可溶性固形物及可滴定酸含量的影响不大。可见，逐步降温处理能提高冷敏性果实对低温的抗冷能力，从而有效减轻果实冷害发生，提高果实品质，这一结果与前人对鳄梨[4]、水蜜桃[7]及猕猴桃[8]等果蔬的研究报道基本一致。

大量研究表明，植物体内的脱落酸(ABA)、生长素(IAA)、赤霉素 (GA)、细胞分裂素(CTK)及乙烯(Eth)含量对植物的抗冷性有重大影响[16]。低温逆境胁迫能够促使植物组织内激素含量和活性发生变化，并通过这些变化来影响生理过程[17-18]。ABA对植物的抗冷性具有重要的调节作用，低温锻炼或外源 ABA 处理可通过改变植物体内ABA的平衡状况来诱导基因的表达，以提高抗冷能力[19]。研究发现，马铃薯[9]低温锻炼4 d时，其内源ABA含量增加近3倍，可抵抗-5 ℃的冻害，15 d低温锻炼后，可抵抗-15 ℃的冻害；南瓜经12 ℃低温锻炼3 d后，体内ABA含量增高，果实抗冷性提高；猕猴桃[11]经12 ℃低温冷锻炼3 d后，果实内源ABA含量增加，抗冷性增强。本试验结果表明，逐步降温处理通过提高‘86-1’哈密瓜果实内源ABA含量，增强其抗冷性，这可能与诱导了相关抗冷基因的表达，从而提高了果实的抗冷性有关。然而哈密瓜果实中高水平的内源 ABA 含量是否与其抗冷性直接相关，仍需进一步研究验证。

生长素(IAA)与低温胁迫关系密切。Wang等[20]研究发现，芒果低温冷藏过程中，通过减少IAA含量提高其抗冷能力；然而郭时印等[21]和Yang等[11]研究发现，提高果实中的IAA含量，有利于提高柰李和猕猴桃果实的抗冷性。本试验结果表明，整个贮藏过程中，逐步降温处理的IAA含量总体高于对照，果实的冷害率和冷害指数低于对照，表明与对照相比，逐步降温处理有利于提高‘86-1’哈密瓜果实的IAA含量，从而减轻了果实冷害的发生，这与前人对猕猴桃[11]等果蔬的研究报道基本一致。

赤霉素(GA)是抑制果实成熟的一类激素，与植物抗寒能力有关。研究发现，耐冷性较强的植物GA含量一般低于耐冷性弱的植物。外施GA会显著降低植物的抗寒力；降低內源GA含量有利于提高菠萝的抗冷能力[22]；然而Wang等[20]的报道表明，提高GA含量有利于提高芒果的抗冷能力。本试验研究发现，‘86-1’哈密瓜果实低温贮藏过程中GA含量逐渐降低，逐步降温处理GA含量高于对照，可见逐步降温处理通过提高‘86-1’哈密瓜果实中的GA含量增强其抗冷性，这与前人对芒果[20]及柰李[21]果实的报道一致，但与对菠萝[22]、猕猴桃[11]等果实的报道不一致，其原因有待于进一步研究。

玉米素(ZR)是一种细胞分裂素，有关细胞分裂素与植物抗冷性的报道较少。本试验研究表明，随着低温贮藏时间的延长，‘86-1’哈密瓜果实的ZR含量逐渐降低，逐步降温处理的果实ZR含量高于对照，表明逐步降温处理可提高ZR含量，从而增强果实的抗冷性，这与前人对猕猴桃等[11]果蔬的研究报道一致。但郭时印等[21]认为，柰李果实的冷害发生与ZR含量没有必然联系，ZR含量究竟与果实抗冷性之间有无关系，值得探讨。

可见，内源激素对冷敏型果实低温胁迫生理的调控是一个非常复杂的过程，该过程不仅取决于某种激素的消长及其绝对浓度的变化，内源激素间的互作也特别重要。‘86-1’哈密瓜果实采后冷害发生与各内源激素间的相关性，还需进一步验证，逐步降温处理提高‘86-1’哈密瓜果实抗冷性的机理值得进一步探讨。

4 结 论

逐步降温处理((8±0.5) ℃，1 d→(5±0.5) ℃，3 d→(3±0.5) ℃，3 d→(1±0.5) ℃)可以延缓和减轻‘86-1’哈密瓜果实冷害的发生，较好地保持了果实的品质，可用于‘86-1’哈密瓜果实采后预冷或贮运保鲜。

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Effects of gradual cooling treatment on chilling injury,quality and endogenous hormones of Hami melon (CucumismeloL.) fruits

ZHANG Ting1,2,CHE Fengbin2, PAN Yan2,XU Bin2,RAO Jingping1

(1 College of Horticulture,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2 Research Institute of Farm ProductsStorageandProcessing,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi,Xinjiang830091,China)

【Objective】 This study investigated effects of gradual cooling treatment on chilling injury,quality and endogenous hormones of ‘86-1’ Hami melon (CucumismeloL.) fruits to improve storage and transportation under low-temperature after harvest.【Method】 Fruits of ‘86-1’ Hami melon were tested with direct cooling ((1±0.5) ℃,control) and gradual cooling treatments ((8±0.5) ℃，1 d→(5±0.5) ℃，3 d→(3±0.5) ℃, and 3 d→(1±0.5) ℃) to investigate the changes of chilling injury index,chilling injury incidence,firmness,and contents of soluble solid,titratable acidity,vitamin C,endogenous abscisic acid (ABA),gibberellin (GA), indole acetic acid (IAA),and Zeatin (ZR) of ‘86-1’ Hami melon(C.meloL.) fruits.【Result】 Gradual cooling treatment could delay the chilling injury 42 days later than the control,and the chiliiing injury incidence was 10.53% of control after 63 days;Gradual cooling treatment markedly inhibited the decline of fimness and vitamine C content,the fimness of gradual cooling treatment and the control delined 39.37% and 45.48% at 49 days,and vitamine C content of them delined 56.17% and 73.42% at 63 days,respectively.But there was no effects on soluble solid content and titratable acidity,the two treatments decreased 8.52% and 8.07%，the degree of declining was 31.57% and 35.18% after 63 days,respectively.The titratable acidity of them remained at 0.085%-0.112% during storage.Compared with control,gradual cooling treatment maintained higher level of abscisic acid (ABA),indole acetic acid (IAA),gibberellin (GA) and Zeatin (ZR) of ‘86-1’ Hami melon (C.meloL.)fruits from 14 days to 63 days.【Conclusion】 Gradual cooling treatments ((8±0.5) ℃，1 d→(5±0.5) ℃，3 d→(3±0.5) ℃，and 3 d→(1±0.5) ℃) effectively delayed and controlled the incidence of chilling injury,improved endogenous hormones,and maintained high fruit quality of ‘86-1’ Hami melon (C.meloL.) fruits.

Hami melon;gradual cooling;chilling injury;fruit quality;endogenous hormone

时间:2016-10-20 16:36

10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.12.020

2015-07-01

国家科技支撑计划项目(2015BAD19B0104，2011BAD27B01)；新疆农科院青年基金项目(xjnkq-2013035)

张 婷(1980-)，女，陕西眉县人，在读博士，主要从事园艺产品采后生理及贮藏保鲜研究。

饶景萍(1957-)，女，陕西城固人，教授，硕士，博士生导师，主要从事园艺产品采后生理及贮藏保鲜研究。

S652.109+.3

A

1671-9387(2016)12-0143-07

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20161020.1636.040.html