任艷芳,薛宇豪,田 丹,何俊瑜,*,張黎明,吳 情,劉 樹
(1.常州大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院,江蘇 常州 213164;2.貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)
水楊酸(salicylic acid,SA)和一氧化氮(nitric oxide,NO)是植物中廣泛存在的活性小分子,二者往往作為信號(hào)分子參與調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育等過程以及植物對(duì)生物和非生物的抗性反應(yīng)[1-2]。近年來,許多研究表明外源SA和NO在提高園藝產(chǎn)品貯藏保鮮效果中具有較好的應(yīng)用潛力,如外源NO能明顯推遲獼猴桃[3]、 香蕉[4]、火龍果[5]、枇杷[6]、哈密瓜[7]等采后果實(shí)的后熟軟化進(jìn)程,降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度或推遲乙烯高峰,減緩果實(shí)褐化和腐爛,從而維持果實(shí)較好的貯藏品質(zhì),有效延長(zhǎng)貨架期。同樣,SA能夠降低杏[8]、庫(kù)爾勒香梨[9]、蓮霧果[10]等果實(shí)貯藏過程中的硬度降低,延緩果實(shí)的成熟衰老,保持較高的營(yíng)養(yǎng)成分,提高其耐貯性。SA處理還可以提高蘋果對(duì)Penicillium expansum[11]、葡萄柚對(duì)Penicillium digitatum[12]等的抗病性,減少果實(shí)腐爛。
通過對(duì)現(xiàn)有研究結(jié)果分析和比較發(fā)現(xiàn),SA和NO在推遲果實(shí)成熟衰老、維持果實(shí)貯藏品質(zhì)和提高果實(shí)對(duì)采后病害抗性等方面具有很多相同或相似的效果和作用機(jī)制。如采用SA或NO供體硝普鈉(sodium nitroprusside,SNP)對(duì)甜瓜果實(shí)進(jìn)行采前噴施處理,二者均能明顯促進(jìn)貯藏過程中果實(shí)抗病物質(zhì)總酚、類黃酮和木質(zhì)素積累,誘導(dǎo)苯丙氨酸解氨酶活性,降低甜瓜果實(shí)采后病害發(fā)生的程度[13-14],采后NO熏蒸處理也明顯降低了貯藏甜瓜黑斑病害的發(fā)病率,提高果實(shí)中相同抗病物質(zhì)和抗病酶活性[7]。Sharma等[15]采用SA和NO分別處理李果實(shí)后發(fā)現(xiàn),二者均可以不同程度地降低貯藏果實(shí)的呼吸強(qiáng)度,提高果實(shí)的抗氧化酶活性,緩減果實(shí)的氧化損傷,減少細(xì)胞壁水解酶活性,推遲果實(shí)的成熟和軟化,延長(zhǎng)貯藏期。這些研究表明NO和SA在調(diào)控果實(shí)成熟衰老和抗病性反應(yīng)中可能并非獨(dú)立作用,而是存在協(xié)同作用。此外,李翠丹等[16]研究也發(fā)現(xiàn)NO可以通過一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)合成途徑參與SA誘導(dǎo)的采后番茄果實(shí)抗病性反應(yīng)。
近年來,有研究發(fā)現(xiàn)SA和NO在提高植物抵抗非生物脅迫方面表現(xiàn)出協(xié)同增效的作用。如外源SA和SNP復(fù)合處理能夠通過刺激抗氧化反應(yīng)和乙二醛酶活性有效緩解Zn毒性對(duì)紅花幼苗的不利影響,其作用明顯優(yōu)于單獨(dú)處理[2];而在缺Fe脅迫下,SA和SNP能有效緩解花生幼苗葉片黃化,維持離子平衡,減輕氧化損傷的程度,且二者具有協(xié)同作用[17];葉面噴施SA和SNP處理明顯提高了鹽脅迫下棉花幼苗的光合作用和活性氧清除能力,從而促進(jìn)植株的生長(zhǎng),并且SA+SNP復(fù)合處理效果優(yōu)于各自單獨(dú)處理[18]。那么SA和NO在參與調(diào)節(jié)果實(shí)成熟衰老和提高果實(shí)耐貯性方面是否也存在協(xié)同效應(yīng)值得探討。
芒果(Mangifera indicaL.)是世界上五大熱帶水果之一,因其果形美觀、氣味芳香、口感甜滑、含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而深受人們的喜愛[19]。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì),全世界芒果產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到5.06×107t,生產(chǎn)規(guī)模在熱帶水果中列居第3位。然而,芒果作為典型的呼吸躍變型水果,采后果實(shí)極易發(fā)生后熟衰老,也更容易遭受病原物侵染,導(dǎo)致大量果實(shí)腐爛,品質(zhì)下降,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[20]。因此,如何控制芒果采后后熟腐爛以及延長(zhǎng)貨架期是一直以來急需解決的問題。研究表明SA和SNP單獨(dú)處理均能在不同程度上延緩芒果果實(shí)的后熟軟化及品質(zhì)的劣變,提高果實(shí)的抗病性,減少果實(shí)采后病害的發(fā)生[21-23],二者之間是否存在協(xié)同作用目前還鮮見相關(guān)研究報(bào)道。為此本實(shí)驗(yàn)以‘臺(tái)農(nóng)’芒果為試材,用外源NO供體SNP和SA進(jìn)行采后芒果復(fù)合處理,研究不同處理對(duì)貯藏期間芒果果實(shí)主要外觀和內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的影響,旨在明確NO和SA在芒果果實(shí)保鮮中是否具有協(xié)同作用;通過對(duì)果實(shí)中活性氧代謝及抗氧化能力的探討進(jìn)一步明確NO和SA協(xié)同提高采后芒果果實(shí)耐貯性、減少芒果腐爛、保持品質(zhì)的生理機(jī)制,為今后將其應(yīng)用于芒果及其他果蔬采后貯藏保鮮及品質(zhì)維持提供依據(jù)。
供試‘臺(tái)農(nóng)’芒果(Mangifera indicaL.cv. ‘Tainong’)采自廣西省百色市果園。選擇果實(shí)色度均一、果形正常、果皮光滑無損傷的綠熟期果實(shí)。將新鮮的芒果果實(shí)采用體積分?jǐn)?shù)0.05%次氯酸鈉溶液(有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于10%)進(jìn)行表面消毒3 min,之后用流動(dòng)的清水沖洗干凈后用于實(shí)驗(yàn)。
SNP 美國(guó)Sigma公司;SA(分析純) 天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。
GY-1型水果硬度計(jì) 杭州托普儀器有限公司;T6新世紀(jì)紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;5804R型高速冷凍離心機(jī) 艾本德(中國(guó))有限公司;DW-HL358超低溫冰箱 中科美菱低溫科技有限公司;XB 130制冰機(jī) 寧波格蘭特制冷設(shè)備制造有限公司;CM-700d色差儀 日本柯尼卡美能達(dá)公司;JXFSTPRP-48冷凍研磨儀 上海凈信科技有限公司;PAL-1手持式糖量計(jì) 日本Atago公司。
1.3.1 果實(shí)處理
前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),2 mmol/L SA和0.25 mmol/L SNP均能有效減少芒果貯藏期間的腐爛[22-24],根據(jù)此將挑選好并表面滅菌后的芒果果實(shí)隨機(jī)分成4 組,分別進(jìn)行蒸餾水(CK組)、2 mmol/L SA、0.25 mmol/L SNP、2 mmol/L SA+0.25 mmol/L SNP浸果處理5 min,之后取出自然晾干。將芒果放入鋪有多層軟紙的塑料盒中,于20 ℃貯藏20 d。每個(gè)處理30 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次。定期觀察并測(cè)定色澤、質(zhì)量損失率和自然發(fā)病情況。另設(shè)相同處理的一組果實(shí),每個(gè)處理40 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次,分別于貯藏后的第5、10、15、20天定期取樣用于相關(guān)生理指標(biāo)的測(cè)定。
1.3.2 病情指數(shù)的測(cè)定
病情指數(shù)測(cè)定參考Ren Yanfang等[23]的方法。
1.3.3 果實(shí)色澤、硬度和質(zhì)量損失率的測(cè)定
果實(shí)色澤采用色差儀在果實(shí)正反兩面赤道部位測(cè)定的L*、a*和b*值表征,每組10 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次。質(zhì)量損失率采用稱質(zhì)量法,用差量法計(jì)算果實(shí)質(zhì)量損失率,每組處理測(cè)定5 個(gè)果實(shí),重復(fù)3 次。硬度測(cè)定采用GY-1型硬度計(jì),于果實(shí)赤道附近削去果皮,選果實(shí)兩面中心兩點(diǎn)測(cè)定,每處理測(cè)定5 個(gè)果實(shí),取平均值, 單位為kg/cm2,重復(fù)3 次。
1.3.4 可溶性固形物、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和VC、總酚含量的測(cè)定
取10 g芒果果肉組織在冰浴下研磨成勻漿,然后4 ℃、6000×g離心15 min,取上清液,采用PAL-1手持式糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù);可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用NaOH滴定法[23];VC含量測(cè)定采用鄰菲啰啉法[23];總酚含量測(cè)定采用Folin-Ciocalteu法[25]。
1.3.5 抗氧化能力的測(cè)定
參照Odriozola-Serrano等[26]的方法測(cè)定1,1-二苯基-2-三 硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力;參照Alothman等[27]的方法測(cè)定鐵離子還原能力(ferric reducing antioxidant power,F(xiàn)RAP)。
1.3.6 丙二醛含量、超氧陰離子自由基產(chǎn)生速率和H2O2含量的測(cè)定
丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[6],單位為nmol/g;超氧陰離子自由基(O2-·)產(chǎn)生速率測(cè)定參考Ren Yanfang等[23]的方法, 單位為μmol/(min·g);H2O2含量的測(cè)定采用四氯化鈦法[6],單位為μmol/g。以上結(jié)果均以鮮質(zhì)量計(jì)。
1.3.7 抗氧化酶活力的測(cè)定
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、過氧化物酶(peroxidase,POD)、抗壞血酸過氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和過氧化氫酶(catalase,CAT)活力測(cè)定參考Ren Yanfang等[23]的方法。SOD活力以抑制氮藍(lán)四唑被光還原50%為1 個(gè)酶活力單位;POD活力以反應(yīng)液每分鐘在470 nm波長(zhǎng)處吸光度變化1為1 個(gè) 酶活力單位;APX活力以反應(yīng)液每分鐘在290 nm波長(zhǎng)處吸光度變化0.01為1 個(gè)酶活力單位;CAT活力以反應(yīng)液每分鐘在240 nm波長(zhǎng)處吸光度變化0.01為1 個(gè)酶活力單位。以上酶活力單位均為U/g,結(jié)果以鮮質(zhì)量計(jì)。
所有數(shù)據(jù)均采用3 次重復(fù)得到的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,并采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和主成分分析(principal component analysis,PCA),采用Duncan法進(jìn)行平均值的多重比較分析,P<0.05表示差異顯著。
圖 1 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)L*(A)、a*(B)、b*(C)值 和硬度(D)的影響Fig. 1 Effects of SA and/or SNP treatments on L* (A), a* (B), and b* (C), and firmness (D) of mango fruit
色澤和硬度是評(píng)價(jià)果實(shí)成熟和軟化的重要指標(biāo)。L*值代表果實(shí)表面亮度,a*值代表果實(shí)紅綠度,b*值代表果實(shí)黃藍(lán)度。圖1A~C表明,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同處理果實(shí)L*、a*和b*值均逐漸增加,在貯藏第20天時(shí),SA、SNP、SA+SNP處理果實(shí)的L*、a*和b*值均顯著低于CK組(P<0.05),其中SA+SNP處理組最低,L*、a*和b*值分別為CK組的92.35%、64.66%和87.71%。
由圖1D可知,各處理果實(shí)硬度均隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)不斷降低,其中CK組果實(shí)中硬度降低最快,在貯藏第5天比貯藏前降低了30.59%,而在貯藏20 d后,僅為貯藏前的4.23%。與CK組果實(shí)相比,SA、SNP和SA+SNP處理均明顯延緩了貯藏期間芒果果實(shí)硬度的下降,在貯藏結(jié)束時(shí),SA、SNP、SA+SNP處理組果實(shí)硬度分別為CK組的1.99、2.33、2.86 倍(P<0.05)??梢?,與SA、SNP相比,SA+SNP處理更有利于延緩果實(shí)硬度下降,抑制果實(shí)軟化,保持果實(shí)品質(zhì)。
圖 2 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)質(zhì)量損失率(A) 和病情指數(shù)(B)的影響Fig. 2 Effects of SA and/or SNP treatments on mass loss rate (A) and disease index (B) of mango fruit
新鮮果實(shí)采后貯藏期間,由于機(jī)體的代謝消耗及水分散失,果實(shí)質(zhì)量不斷下降[28]。圖2A顯示,芒果質(zhì)量損失率隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增加,CK組的質(zhì)量損失率增加最快,至貯藏20 d后質(zhì)量損失率已達(dá)15.25%,各處理均明顯降低了果實(shí)在整個(gè)貯藏期間的質(zhì)量損失,貯藏第20天,SA、SNP、SA+SNP處理果實(shí)的質(zhì)量損失率比同期CK組分別低16.29%、17.97%和20.85%(P<0.05),其中SA+SNP處理對(duì)果實(shí)質(zhì)量損失的抑制程度最大。
病害是導(dǎo)致果實(shí)腐爛及采后損失的重要原因之一。圖2B顯示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),CK組和各處理果實(shí) 逐漸發(fā)生病害,且有不斷加重的趨勢(shì),與CK組相比,SA、SNP、SA+SNP處理均明顯減輕了果實(shí)病害發(fā)生的程度,在貯藏結(jié)束時(shí),其病情指數(shù)分別為CK組的49.73%、59.48%和43.05%(P<0.05),可以看出SA+SNP復(fù)合處理對(duì)病害的抑制程度明顯高于SA和SNP單獨(dú)處理。
圖 3 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)可溶性固形物(A)和可滴定酸(B)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Fig. 3 Effects of SA and/or SNP treatments on contents of total soluble solids (A) and titratable acid (B) in mango fruit
圖3A顯示,CK組和SA處理組芒果貯藏期間可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)為先增加后降低的變化趨勢(shì),其中CK組前期增加最快,至貯藏第10天達(dá)到最大值,SA處理組可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)則在貯藏后第15天達(dá)峰值。SNP和SA+SNP處理組可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終保持增加的趨勢(shì),在貯藏結(jié)束時(shí)其可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于CK組(P<0.05),分別比CK組高11.24%和8.47%。
由圖3B可知,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),芒果果實(shí)中的可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈現(xiàn)不斷降低的趨勢(shì)。在貯藏前10 d,可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降幅度較大,第10天時(shí)CK組可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為貯藏前的21.70%,之后進(jìn)入緩慢下降階段。與CK組相比,各處理均有效延緩了可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低,在貯藏第10天時(shí),SA、SNP、 SA+SNP處理組可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比CK組分別高39.13%、75.15%和65.22%。在貯藏結(jié)束時(shí),SA、SNP、SA+SNP處理組中可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍比CK組分別高18.11%、68.88%和75.17%??傮w比較,SA+SNP復(fù)合處理對(duì)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降的延緩效果最明顯。
圖 4 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)VC(A)和總酚(B)含量的影響Fig. 4 Effects of SA and/or SNP treatments on contents of VC (A) and total phenols (B) in mango fruit
由圖4可知,不同處理下芒果果實(shí)VC含量與總酚含量變化趨勢(shì)基本一致,即隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),VC含量與總酚含量總體表現(xiàn)為不斷降低的趨勢(shì),其中以CK組降低幅度最大,至貯藏20 d時(shí),其VC含量與總酚含量?jī)H為貯藏前的21.59%和61.54%,而SA、SNP、SA+SNP處理均明顯延緩了VC含量與總酚含量的下降,有效地維持了其營(yíng)養(yǎng)成分,其中以SA+SNP復(fù)合處理效果最好,貯藏結(jié)束時(shí)該組的VC和總酚含量分別是CK組的1.87 倍和1.36 倍。
由圖5A可知,隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),CK組芒果的DPPH自由基清除能力不斷降低,SA和SNP處理果實(shí)的DPPH自由基清除能力也呈下降的趨勢(shì),但相同貯藏時(shí)間點(diǎn)的DPPH自由基清除能力均顯著高于CK組 (P<0.05)。SA+SNP處理組DPPH自由基清除能力在貯藏的前5 d略有增加,而后逐漸下降。在貯藏第20天時(shí),SA、SNP和SA+SNP處理組果實(shí)的DPPH自由基清除能力均顯著高于CK組,較CK組分別提高了22.89%、31.33%和35.12%(P<0.05)。圖5B顯示采后芒果貯藏期間FRAP先增加后降低,其中SA處理組和CK組在貯藏前期增加幅度較大,至貯藏第10天時(shí)達(dá)到最大值,之后逐漸降低,但SA處理組果實(shí)在整個(gè)貯藏期間的FRAP均顯著高于CK組(P<0.05)。SNP和SA+SNP處理組中 FRAP在貯藏后第15天達(dá)最大值,其值分別較CK組提高了8.13%和14.12%。在貯藏第20天時(shí),SA、SNP 和SA+SNP處理組的FRAP分別比CK組高18.67%、32.22%和48.88%。
圖 5 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)DPPH自由基清除能力(A) 和FRAP(B)的影響Fig. 5 Effects of SA and/or SNP treatments on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity (A) and ferric reducing antioxidant power (B) of mango fruit
圖 6 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)O-2·產(chǎn)生速率(A) 和H2O2含量(B)的影響Fig. 6 Effects of SA and/or SNP treatments on superoxide anion production rate (A) and H2O2 content (B) in mango fruit
圖6A結(jié)果表明,芒果果實(shí)中O2-·產(chǎn)生速率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加,其中以CK組中增加最快,至貯藏 第20天時(shí),O2-·產(chǎn)生速率比貯藏前高3.42 倍。然而與CK組相比,各處理均明顯降低了果實(shí)中O2-·產(chǎn)生速率,其中以SA+SNP處理組中O2-·產(chǎn)生速率最低,在貯藏第20天時(shí)較CK組低26.04%。圖6B結(jié)果表明,不同處理果實(shí)中H2O2含量總體表現(xiàn)為先增加后降低再增加的波動(dòng)變化趨勢(shì)。與CK組相比,SA、SNP和SA+SNP處理均明顯提高了貯藏前期果實(shí)中的H2O2含量,而延緩了貯藏后期果實(shí)中H2O2含量的增加,其中以SA+SNP處理組果實(shí)中H2O2含量增加最為緩慢。
圖 7 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)MDA含量的影響Fig. 7 Effects of SA and/or SNP treatments on MDA content in mango fruit
MDA是植物組織或器官膜脂質(zhì)發(fā)生過氧化的產(chǎn)物。由圖7可知,SA、SNP、SA+SNP處理果實(shí)的MDA含量變化與CK組果實(shí)相似,均呈逐漸增加的趨勢(shì),但均較CK組果實(shí)增加緩慢。貯藏20 d后,SA、SNP、SA+SNP處理組果實(shí)的MDA含量較CK組分別降低了31.11%、26.09%和38.98%,說明SA、SNP、SA+SNP處理均可減輕細(xì)胞膜脂過氧化的程度,從而延緩芒果的衰老過程,且以SA+SNP處理降低效果最顯著(P<0.05)。
圖 8 SA和SNP處理對(duì)芒果果實(shí)SOD(A)、POD(B)、CAT(C)和APX(D)活力的影響Fig. 8 Effects of SA and/or SNP treatments on SOD (A), POD (B), CAT (C) and ascorbate peroxidase (D) activities in mango fruit
圖8A顯示,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同處理組果實(shí)中SOD活力均表現(xiàn)為先增加后降低。CK組SOD活力在貯藏第10天時(shí)達(dá)最大,而SNP、SA和SA+SNP處理組中SOD活力在第15天時(shí)達(dá)峰值,至貯藏結(jié)束時(shí),SA、SNP、SA+SNP處理組中SOD活力分別為CK組的1.29、1.44、1.50 倍,差異顯著(P<0.05)。POD和CAT活力的變化趨勢(shì)與SOD活力基本類似(圖8B、C),SNP、SA和SA+SNP處理顯著提高貯藏后期POD和CAT的活力 (P<0.05)。由圖8D可知,芒果在貯藏過程中,APX活力呈先增加后略有下降的趨勢(shì),且在貯藏期間,SNP、SA和SA+SNP處理組的APX活力總體高于CK組,特別是SA+SNP處理組,在貯藏末期,較CK組提高了28.05%(P<0.05)。
通過對(duì)不同處理組芒果果實(shí)的品質(zhì)、抗氧化能力和活性氧代謝相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,結(jié)果表明,PC1和PC2分別解釋了變量的71.61%和20.92%,兩者的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.53%(圖9)。PC1可較好地將不同處理組按不同貯藏時(shí)間區(qū)分開,且SA、SNP和SA+SNP處理5 d和10 d在圖中的位置相對(duì)集中,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),不僅區(qū)分了與CK組的差異,而且也將處理間的差異逐漸區(qū)分開,說明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同處理對(duì)芒果的品質(zhì)及抗氧化能力存在不同的影響。PC2可進(jìn)一步將貯藏15 d和20 d后不同處理組的差異區(qū)分開。
圖 9 芒果果實(shí)各指標(biāo)的PCA得分Fig. 9 Score plot of principal component analysis for quality attributes, antioxidant properties and ROS metabolism-related parameters of mango fruit
NO和SA是植物中普遍存在的多功能活性分子,廣泛參與調(diào)節(jié)果實(shí)的成熟和衰老過程及對(duì)病害的抗性反應(yīng)。已有研究表明采用外源NO處理[3-7]和SA處理[8-10]能夠明顯延緩多種園藝產(chǎn)品的采后成熟衰老進(jìn)程,延長(zhǎng)果實(shí)的貨架壽命,在果實(shí)貯藏保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。芒果作為呼吸躍變型果實(shí),在采后貯藏期間極易發(fā)生果實(shí)病害引起的腐爛和品質(zhì)下降,從而導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。已有研究表明,外源NO或SA能夠不同程度地推遲果實(shí)的呼吸或乙烯合成高峰,降低呼吸強(qiáng)度,抑制葉綠素分解和類胡蘿卜的合成,減緩體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)換,從而提高保鮮效果[4-8]。此外,還有研究表明NO[21-22,24]或SA[29]能夠通過降低細(xì)胞壁代謝酶活性維持細(xì)胞壁完整性,抑制硬度降低。本研究重點(diǎn)從芒果采后品質(zhì)變化、抗氧化能力以及活性氧代謝角度,探討SA和SNP復(fù)合處理對(duì)芒果貯藏期間品質(zhì)和抗氧化能力的影響,結(jié)果表明采用外源SA和SNP復(fù)合處理能明顯延緩采后芒果色澤轉(zhuǎn)變和果實(shí)軟化、抑制果實(shí)質(zhì)量損失和可溶性固形物、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化,且效果好于單獨(dú)處理,說明SA與SNP復(fù)合使用對(duì)芒果果實(shí)貯藏期間品質(zhì)的維持有協(xié)同增效作用,可能與SA和SNP可抑制果實(shí)呼吸速率和乙烯合成、減少貯藏期間的糖酸消耗,并抑制果皮葉綠素分解和類胡蘿卜的合成等有關(guān)[30]。該結(jié)論與張永福等[31]對(duì)葡萄的研究結(jié)論一致。
病害是導(dǎo)致果品采后腐爛和經(jīng)濟(jì)損失的重要原因。本研究表明隨著芒果貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),病情指數(shù)不斷增加。有研究表明,NO和SA能夠誘導(dǎo)果實(shí)對(duì)采后病害的抗性反應(yīng),減輕采后病害程度。Hu Meijiao等[21]研究表明外源NO處理能明顯降低貴妃芒果貯藏期間的病害發(fā)生率,認(rèn)為與NO激活果實(shí)體內(nèi)抗性反應(yīng)和延緩果實(shí)成熟有關(guān)。Zeng Kaifang等[32]研究表明采用外源SA處理可以通過提高抗病相關(guān)的酶如苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、幾丁質(zhì)酶、β-1,3葡聚糖酶以及調(diào)節(jié)活性氧水平,降低‘Matisu’芒果果實(shí)采后發(fā)病率。本課題組前期研究表明SA提高芒果果實(shí)抗病性與其直接抗菌活性和誘導(dǎo)抗性反應(yīng)及維持果實(shí)較高的硬度有關(guān)[22]。本研究進(jìn)一步證實(shí)了SA和NO在提高芒果抗病性方面的積極作用。李翠丹等[16]研究表明NO可以通過NOS合成途徑參與SA誘導(dǎo)采后番茄果實(shí)抗病性反應(yīng),二者有交互作用。本研究結(jié)果表明 SA+SNP復(fù)合處理對(duì)芒果采后發(fā)病情況相對(duì)于單獨(dú)處理有更好的抑制效果,可以推斷NO和SA在提高果實(shí)抗病性方面存在協(xié)同作用,但具體機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。
果蔬采后活性氧代謝與果蔬的耐貯性密切有關(guān)[33]。O2-·和H2O2是兩種重要的活性氧物質(zhì),活性氧的累積可引發(fā)和加劇膜脂過氧化,進(jìn)而造成細(xì)胞膜脂系統(tǒng)的損傷。通常情況下,活性氧的積累和清除受到植物體內(nèi)抗氧化酶(如SOD、POD、CAT、APX等)的調(diào)控。本研究結(jié)果表明,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),芒果中O2-·產(chǎn)生速率加快,H2O2和MDA含量整體上呈增加趨勢(shì),表明采后芒果果實(shí)中活性氧平衡改變并發(fā)生了膜脂過氧化作用。這與Awad[20]、Wang Baogang[34]、洪克前[35]等在不同品種芒果中的研究結(jié)果相一致。Tareen等[36]研究表明采用SA處理可以提高貯藏期間桃子果實(shí)中SOD、POD和CAT活力,從而提高自由基清除能力,延緩果實(shí)的成熟軟化和品質(zhì)下降。Wang Zhen等[8]研究表明SA提高了杏果實(shí)中SOD和POD活力,但明顯降低了CAT和APX活力,降低了O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量。NO處理能提高貯藏火龍果果實(shí)中SOD、CAT、APX活力,延緩O2-·產(chǎn)生速率和H2O2含量的增加,減少膜透性和脂質(zhì)過氧化,防止火龍果細(xì)胞膜發(fā)生氧化損傷[5]。本研究結(jié)果表明SA和SNP處理可明顯提高芒果貯藏后期SOD、POD、CAT和APX活性,降低活性氧的產(chǎn)生和積累,減輕氧化脅迫程度,延緩果實(shí)的后熟衰老,Hu Meijiao[21]、洪克前[35]等采用SNP處理芒果果實(shí)也得到類似的結(jié)果。Namdjoyan[2]、Liu Shuang[18]、Ahanger[37]等研究表明SA和NO可協(xié)同調(diào)節(jié)抗氧化酶活性,從而提高在重金屬和鹽脅迫下植株的抗氧化能力,減輕膜脂過氧化,改善植株生長(zhǎng)發(fā)育。本研究也發(fā)現(xiàn)SA和SNP在提高芒果果實(shí)抗氧化能力上表現(xiàn)一定的協(xié)同效應(yīng),但其具體機(jī)制仍有待于進(jìn)一步研究。此外,本研究結(jié)果表明,與CK組相比,SA和SNP可提高貯藏期間果實(shí)的內(nèi)源抗氧化物質(zhì)VC和總酚含量,保持較高DPPH自由基清除能力和FRAP,降低果實(shí)中O2-·產(chǎn)生速率和MDA含量。結(jié)合前面的品質(zhì)分析結(jié)果,認(rèn)為SA、SNP、SA+SNP復(fù)合處理可通過提高采后果實(shí)的抗氧化能力清除活性氧,減輕氧化脅迫和病害發(fā)生,延緩果實(shí)品質(zhì)下降。PCA法是果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的常用分析方法。PCA結(jié)果表明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),芒果的品質(zhì)、抗氧化能力及活性氧代謝發(fā)生明顯變化。
與CK組相比,2 mmol/L SA 和0.25 mmol/L SNP單獨(dú)或復(fù)合處理均能有效延緩采后芒果貯藏期間色澤轉(zhuǎn)變和果實(shí)軟化,減少果實(shí)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低,延緩可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化,降低果實(shí)采后質(zhì)量損失和病害發(fā)生的程度,通過提高果實(shí)中抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化酶活力,增強(qiáng)抗氧化能力,降低活性氧的積累及減輕膜脂質(zhì)過氧化,其中SNP和SA復(fù)合處理表現(xiàn)出協(xié)同增效的作用,二者復(fù)合處理可作為延長(zhǎng)芒果貨架時(shí)間和提高貯藏品質(zhì)的潛在方法。