水杨酸处理对苹果采后品质及乙烯受体基因表达的影响

徐方旭, 柳叶飞, 董生忠, 王升厚

(沈阳师范大学 实验教学中心, 沈阳　110034)

0　引　　言

水杨酸(salicylic acid,SA)是一种植物内源信号分子,也是一种新型植物激素[1],不仅参与植物开花、种子发育、膜透性、吸收等生理活动,还与植物抗病性有关[2-4]。研究表明,适当浓度的外源水杨酸处理能够提高植物的系统抗性[5],可提高一些易感染的植物的抗真菌能力[6]。不仅如此,水杨酸也可抵抗果实采后病害[7-8],主要体现在多酚氧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶活性的变化[9-11]。然而,有关水杨酸对呼吸跃变型果实乙烯受体基因表达影响方面的研究鲜见报道。本研究以寒富苹果为试材,探讨了不同浓度水杨酸处理对苹果采后品质及乙烯受体基因表达的影响,为水杨酸在果蔬采后贮藏保鲜的应用提供理论依据。

1　材料与方法

1.1　试验材料

供试寒富苹果采后未经任何药物处理,购买于沈阳市于洪区市场,挑选八分熟、无病虫害且大小均匀一致的样品用于试验,并在当日运回沈阳师范大学创新中心实验室,置于(4±1)℃和90%～95%湿度条件下贮藏备用。次氯酸钠和水杨酸(SA)购买于天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2　仪器与设备

GC-7900型气相色谱仪,GT3型质构仪,J257-Rudolph型手持折光仪,FA2004型精密电子天平,CR-21G型离心机。

1.3　处理方法

将2 kg样品于1%次氯酸钠溶液中浸泡2 min后,清水冲洗并自然晾干。所有样品平均分为4组,分别浸入0、0.5、1.0、1.5 mmol/L SA溶液中浸泡10 min后自然晾干。

1.4　测定项目方法

乙烯生成量和呼吸速率的测定采用气相色谱法[12];硬度采用质构仪进行测定[13];可溶性固形物含量采用折射仪进行测定[14];总RNA提取采用Trizol改良法[15];引物设计与合成委托北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司(详见表1);cDNA合成及RT-PCR分析参考魏绍冲[16]等方法进行。

表1　苹果乙烯受体基因引物信息Tab.1　Primer information of ethylene receptor gene in apple fruit

1.5　数据处理

采用SPSS 13.0进行数据计算和作图,并用“one-way ANOVA”进行差异显著性分析,p<0.05表示差异显著。

2　结果与分析

2.1　不同浓度SA处理对苹果乙烯生成量和呼吸速率的影响

从图1可以看出,苹果属于呼吸跃变型果实,对照组果实在贮藏期第14 d出现了明显的乙烯释放高峰和呼吸跃变高峰,经SA处理后的苹果果实在贮藏期第21 d才出现乙烯释放高峰和呼吸跃变高峰,而且不同浓度的SA对乙烯生成量和呼吸速率呈现出不同程度的抑制作用。其中1.0 mmol/L SA的抑制效果更加显著,且差异达到显著水平(p<0.05)。由此可见,SA能够明显推迟苹果果实的乙烯释放高峰和呼吸跃变高峰,有利于延缓果实的后熟进程。

2.2　不同浓度SA处理对苹果硬度和可溶性固形物的影响

从图2可以看出,在60 d的贮藏期间,苹果果实的硬度值呈逐渐下降的趋势。不同浓度的SA处理能够明显延缓苹果果实硬度的下降速度,各处理组果实的硬度均显著高于对照组(p<0.05),其中以1.0 mmol/L SA的处理效果最佳。可溶性固形物含量在整个贮藏期间呈先上升后缓慢波动的趋势,SA处理后在一定程度上抑制了苹果贮藏初期可溶性固形物含量的上升速度,与上述结果一致的是,1.0 mmol/L SA的抑制效果优于其他浓度。

图1　不同浓度SA处理对苹果乙烯生成量和呼吸速率的影响Fig.1　Effects of SA onethylene production and respiratory rate of apple

图2　不同浓度SA处理对苹果硬度和可溶性固形物的影响Fig.2　Effects of SA on firmness andsoluble solid content of apple

2.3　不同浓度SA处理对苹果乙烯受体基因表达的影响

从图3可以看出,随着苹果果实后熟衰老进程,对照组果实乙烯受体基因MdETR1和MdERS1的表达水平趋于增加,在贮藏期第7 d表达量最大,这与乙烯释放高峰和呼吸跃变高峰出现的时间相一致。不同浓度的SA处理在不同程度上抑制了MdETR1和MdERS1的表达水平,其中1.0 mmol/L SA对乙烯受体基因表达量的抑制效果最显著(p<0.05)。

注: 1: Marker; 2～4: 对照组; 5～7: 贮藏7 d; 8～10: 贮藏14 d; 11～13: 贮藏21 d; 14～16: 贮藏28 d图3　不同浓度SA处理对苹果乙烯受体基因表达的影响Fig.3　Effects of SA onethylene receptor gene expression of apple

3　结　　论

苹果属于典型的呼吸跃变型果实,乙烯在呼吸跃变型果实的后熟过程中发挥了关键作用,且影响与果实成熟衰老相关基因的表达,而乙烯受体在乙烯信号转导过程中作为负调节因子起作用[17]。SA作为一种植物内源信号分子,能够调控果实的成熟与衰老进程。本研究结果表明,SA处理能有效抑制寒富苹果的乙烯生成量和呼吸速率,提高了苹果果实的硬度,延缓了果实可溶性固形物的上升速度,抑制了乙烯受体基因的表达水平。其中,1.0 mmol/L水杨酸对提高苹果果实品质的效果更显著。