外源植物激素对园艺产品品质形成的调控探究
2020-10-20张瑜瑜用成健刘佳妮陈泽斌姚丽媛华金珠
张瑜瑜 用成健 刘佳妮 陈泽斌 姚丽媛 华金珠
摘要:果品的品质主要分为内在和外在2种,外在品质表现包括果品的形状和大小、颜色和光泽;内在品质表现包含果品含有的糖分和有机酸。科学使用植物激素可以有效促进果实的生长和提高果实的品质。本文从果实采前和采后2方面对果实品质进行分析,提出外源植物激素应用过程中产生的问题,以及未来该领域的研究方向。
关键词:植物激素;果实;产品品质;调控
中图分类号:S-3
文献标识码:A
作者简介:张瑜瑜(1983-),女,硕士,讲师。研究方向:园艺产品生理生态与产量品质形成。
果实的品质决定了果实商品的受欢迎程度和果实商品的价值大小,植物激素的合理应用能够有效促进果实的生长速度和提高果实的品质。随着我国社会对蔬菜、水果的需求量和新鲜度的要求不断增加,激素被越来越广泛地应用到该产业中,在增加产品产量、提高品质和促进生长效率方面发挥着重要的作用。本文从果实采摘前后2个方面对外源植物激素,包括生长素(IAA)、赤霉素(GA)、细胞分裂素(CTK)、脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和多胺(PA)等在果实的生长和品质提升方面的调控作用进行了分析。
1采前外源植物激素对果实品质形成的调控[JP]
1.1对果实外在品质的影响
1.1.1果实的大小和形状
果实生长需要经过细胞分裂和膨大2个阶段,在早期的果实生长过程中,细胞分裂是果实的主要活动,对果实生长、大小及形状产生影响。外源植物激素是影响细胞分裂和膨大的关键性因素,已经被广泛应用到农业生产尤其是果树的栽培中。如,IAA、CTK、GA等外源激素都对果实的增大有着促进作用[1]。通过促进细胞分裂来加速生长;如,葡萄果实幼果期使用25mg·L-1的6-苄基腺嘌呤(6-BA)可明显促进果实膨大,缩短葡萄的成熟时间;在葡萄果实上施用一定浓度的CPPU和GA,能够使果实的细胞分裂变快,表现为细胞质量、体积和细胞数目的增多。外源植物激素通过影响其它激素或产品的酶而产生调控作用,有研究表明,在苹果生长过程中,使用ABA、AVG、NAA可以有效影响苹果果实的IAA氧化酶活性;外源植物激素的合理应用,能够影响果实内源激素和酶的活性,促进果实的生长。外源植物激素可以通过促进DNA合成或与其它相关基因炼成网络,实现共同调控果实生长的目的。如,6-BA可以通过提升ABA水平来使果实的成长发育基因发挥更大作用,促进果实细胞的分裂。不同的外源植物激素对果实的影响存在差异。如,CPPU相较于NAA、GA来说,在促进果实细胞分裂和膨大方面的效果更明显;在日本梨果实中应用GA4、GA7、GA3、GA1等植物激素,产生的影响是不同的。不同时期使用同一植物激素,对果实的影响不同。如,腰果在生长时期,开花期使用GA激素的效果能达到最好,有效提高花朵数量,50~100mg·L-1的GA激素,可以使腰果的成活率提高70%,腰果体积也变得较大一些[2]。
1.1.2果实的着色
颜色和光泽也是影响果实品质的重要因素,外在植物激素对果实色泽的影响十分大。国内外的研究证明,外源植物激素对果实的着色有一定的调控作用[3]。外源植物激素促进果实着色。在果实发育的初期使用GA、CTK等,可以对果实体内含有的ABA、IAA激素含量进行调控,从而影响果实的着色;在果实生长早期,使用外源植物激素可以有效地改善果实光照条件;外源植物激素的使用,可以有效地提升果实的糖分以及果实细胞膜的透明度。外源植物激素对果实的着色有抑制作用。果实发育的后期,使用GA、CTK等激素,能够调节果实内部CTK、GA的含量,使果实的叶绿素分解变缓;抑制作用主要表现在外源激素使用的时间和浓度;外源激素使用的时间和浓度不同,对果实的色泽产生影响不同。
1.2对果实内在品质的影响
1.2.1影响果实内部的糖分
许多研究表明,外在植物激素影响着果实内部糖分的积累和代谢,GA、IAA等激素在一定程度上能够增加果实内部的糖分。我国研究表明,GA、IAA在果实的初期和果实膨大期能够增加蔗糖的吸收效率;在果实发育后期,ETH、ABA起到的蔗糖吸收作用更明显[4]。同种植物在不同时期应用外源植物激素,产生的效果也不同。
1.2.2影响果实内部的有机酸
果实中的有机酸影响果实的风味品质。外源植物激素在一定程度上能够减低果实内部的有机酸含量[5]。如,水杨酸(SA),合理使用SA能够使果实的储存更优质,对芒果和哈密瓜的储藏具有重要的作用,可以使果实的外表皮硬度得以保持。在葡萄果实的相关研究中,在果实生长初期使用适宜浓度的GA3,能够使果实成熟后的酸度有所下降。其它外源植物激素,包括HAA、ABA以及乙烯利,都能够分解和降低果实的有机酸。外源植物激素的使用,能够将果实内部的有机酸转化为糖分,降低果实酸度的同时增加糖的含量。
2采后外源植物激素对果实品质的调控
2.1抑制果实的成熟衰老
2.1.1对果实贮藏品质的影响
国外的相关研究和文献曾经系统性分析外源植物激素在采后园艺产品中的调控作用。目前,在果实产品的贮藏方面,我国大多采用GA激素,能够有效保证园艺产品的新鲜。根据研究数据分析,在采摘后的园艺产品上使用一定浓度的GA,可以有效抑制果实的乙烯释放和呼吸效率,在一定程度上延缓果实软化和色泽变化,使果实表皮的硬度和果实本身的质量有很大改善。常见果蔬,如梨、柑橘、胡萝卜的贮藏,都采用这种手段。同时,GA结合其它技术手段,保鲜效果得到进一步提高,如杨桃果实,利用涂膜处理能夠使杨桃保鲜的能力发挥到最大,将0.3%的壳聚糖和1%的GA进行调和,能够使杨桃果实的外观和内在品质的表现效果进一步提升;在对辣椒进行处理时,利用0.1%的肉桂提取物和5%的GA进行结合,可以减少辣椒果实的真菌病害。除了GA外,SA也对园艺产品的贮藏品质产生很大的影响。如,对黄花梨和香蕉进行外源植物激素SA的合理使用,能够有效降低果实的PPO活性,减缓果实内部淀粉的降解和转化,有效保证果实的硬度。同时将SA作为化学杀菌剂来使用,可减少黄花梨采摘后的病害,SA在采摘后的果实品质维持和病害的防护上都具有显著的调节作用[6]。
2.1.2影响果实休眠
休眠是许多果蔬具有的生理特性。对于具有休眠特性的园艺产品来说,设法控制产品的发芽、延长休眠是贮运保鲜的核心。相关实验研究结果表明,GA在有效延长园艺产品的休眠期和抑制土豆发芽上具有明显效果。除此之外,ABA也对果蔬产品的休眠产生影响,其主要作用是通过外源ABA激素影响果实内部的ABA激素含量以及果实中的合成基因,达到延缓园艺产品休眠期和延长干贮种子休眠期的目的。
2.2促进果实的成熟衰老
目前,在国内外外源乙烯在促进果实成熟和衰老上都得到广泛应用和研究。但是,外源乙烯在调控采后园艺产品品质上,受到多重因素的影响,包括环境温度、湿度等。ABA在一定程度上也能起到促进果实成熟的作用,外源ABA通过对影响果实成熟的代谢元素进行调节,达到促进果实成熟的目的,如促进果实内部的花青素含量、乙烯的释放。草莓果实在成熟时,与自身的2,4-D含量下降有关;一定浓度的NAA以及2,4-D都可以促进马铃薯的衰老[7]。
3结束语
目前,外源植物激素已被广泛应用于园艺植物栽培、组织培养、贮运保鲜等各个方面,在提高产量、改善品质方面发挥积极作用。外源植物激素的合理使用,能够促进园艺产品的细胞分裂和膨胀,缩短产品的生长周期,大大提升产品的质量。但是在使用的过程中,也要注意外源植物激素本身的特性、园艺产品的特性,在一定时期内使用一定浓度的外源植物激素,使效果最大化,避免出现使用不当造成园艺产品损坏和环境污染。外源植物激素在园艺产品的应用以及相关激素的研究方面会越来越深入和完善,将会在农业生产中起到更大的作用。
参考文献
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(责任编辑 常阳阳)