纸片型1—MCP对杨桃果实采后病害的抑制与抗病相关酶的诱导

林媛　孙钧政　陈艺晖　林艺芬　蒋璇靓　林河通

摘 要 研究纸片型1-MCP（1-甲基环丙烯）处理对采后‘香蜜甜杨桃果实病害指数、抗病相关酶活性和总酚含量的影响。采后杨桃果实用0（对照）和0.6 μL/L的纸片型1-MCP处理12 h后，在（15±1）℃下贮藏。贮藏期间定期测定果实病害指数、果实抗病相关酶如几丁质酶（CHI）、β-1，3-葡聚糖酶（GLU）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性及总酚含量的变化。结果显示：与对照果实相比，纸片型1-MCP处理能有效降低杨桃果实病害指数，提高CHI、GLU、PAL、PPO和POD的活性，保持较高的总酚含量。表明纸片型1-MCP对抑制杨桃果实采后病害的发生与抗病相关酶活性的升高及酚类物质的合成有关。

关键词 杨桃；果实；纸片型1-MCP；采后病害；抗病相关酶；总酚

中图分类号 TS255.3；S663 文献标识码 A

Abstract The effects of paper containing 1-methylcyclopropene（1-MCP）treatment on fruit disease index， the activities of defense-related enzymes and total phenolic content in harvested‘XiangmiAverthoa carambola（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）fruit were investigated. The harvested fruit were treated with 0 and 0.6 μL/L 1-MCP for 12 h respectively， and then stored at（15±1）℃. During storage， fruit disease index and activities of defense-related enzymes including chitinase（CHI）， β-1，3-glucanase（GLU）， phenylalanine ammonia-lyase（PAL）， polyphenol oxidase （PPO）and peroxidase（POD）， and content of total phenolic in harvested fruit were determined. The results showed that compared with the control fruit， paper containing 1-MCP treatment could significantly decrease fruit disease index， whereas， increase activities of CHI， GLU， PAL， PPO and POD as well as the levels of total phenolic content. From the results， it could be concluded that inhibition of postharvest disease of Averthoa carambola fruit by paper containing 1-MCP treatment was related to the increment of the activities of defense-related enzymes and biosynthesis of phenolics.

Key words Carambola（Averrhoa carambola Linn.）； Fruit； Paper containing 1-MCP； Postharvest disease； Defense-related enzymes； Total phenolic

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.06.020

杨桃（Averrhoa carambola Linn.），又名五星果，属热带、南亚热带呼吸跃变型水果，果实以其皮薄肉厚、清爽多汁、酸甜可口而深受广大消费者青睐[1]。然而，杨桃果实采后不耐贮藏，采后易遭受病原菌侵染而发生腐烂变质[2]。低温结合化学杀菌剂能较好的抑制病原菌生长、防治杨桃果实采后病害的发生。但化学杀菌剂处理不符合消费者的需求，由化学杀菌剂引起的药物残留、环境污染及危害人体健康等问题日益凸显，使得越来越多的化学杀菌剂已被禁止用于果蔬采后处理。因此，开发安全、高效和环保的采后病害防控技术是当前生产亟待解决的问题。

纸片型1-MCP（纸片型1-甲基环丙烯，paper containing 1-MCP）是采用独特的包埋技术研制开发的新型乙烯受体抑制剂，具有无毒、高效、安全等优点，提高了1-MCP存储期的稳定性，在果蔬采后处理现场使用方便、可精确控制浓度[3]。近年来的研究发现，1-MCP不仅能有效控制采后果实的软化和腐烂，其在诱导果实抗性方面的效果尤为显著[4-6]。如1-MCP能显著抑制枣果实和桃果实贮藏期间青霉病的发生[4-5]。1-MCP还能显著抑制梨果实冷藏期间黑皮病的发生[6]。笔者前期的研究表明，纸片型1-MCP能有效降低杨桃果实的呼吸强度，抑制杨桃果实外观颜色转变，延缓杨桃果实硬度的下降，保持杨桃果实较高的活性氧清除能力，降低杨桃果实超氧自由基产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛的含量，有效延缓采后杨桃果实衰老进程，较好保持杨桃果实品质，减少采后杨桃果实失重和腐烂[1-2，7]。但目前未见纸片型1-MCP对采后杨桃果实病害控制效果及抗病相关酶活性影响的研究报道。本研究以‘香蜜甜杨桃果实为材料，研究纸片型1-MCP处理对采后杨桃果实病害指数、抗病相关酶活性和总酚含量的影响，以期为生产上应用纸片型1-MCP控制杨桃果实采后病害、延长果实保鲜期提供科学依据和生产实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

纸片型1-MCP购自台湾利统股份有限公司，产品规格为20 cm×25 cm。根据处理浓度裁取适宜大小的纸片型1-MCP，将其用蒸馏水喷湿后平铺于果实表面，在密闭的泡沫箱中可缓慢释放1-MCP气体。

‘香蜜甜杨桃（Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi）果实约八成熟，于2014年11月采自福建省漳州市漳浦县石榴镇果园。果实采用泡沫网袋单果包装，当天运至福建农林大学农产品产后技术研究所，挑选大小和色泽基本一致、无损伤、无病虫害的果实为试验材料。果实先用无菌水清洗，然后用0.5%（V/V）二氧化氯溶液浸泡消毒5 min，晾干后待用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 笔者前期研究了在（15±1）℃条件下，0.3、0.6和0.9 μL/L纸片型1-MCP处理对‘香蜜甜杨桃果实保鲜效果的影响。结果表明，0.6 μL/L纸片型1-MCP处理的效果最好，杨桃果实腐烂率最低[7]。因此，本试验选取纸片型1-MCP的处理浓度为0.6 μL/L。

随机取30个杨桃果实用于测定采收当天有关指标。另外1 440个果实随机分成6组（240个果实/组），其中3组作为对照处理，另外3组作为纸片型1-MCP处理。（1）对照处理：果实在（15±1）℃下密闭12 h；（2）纸片型1-MCP处理：果实在（15±1）℃下用0.6 μL/L纸片型1-MCP密闭处理12 h。上述每一处理重复3次。将各处理组果实用0.015 mm厚的聚乙烯薄膜袋包装，每个处理40袋，每袋装果6个，之后在（15±1）℃、相对湿度90%条件下贮藏，贮藏期间每隔3 d取5袋（30个）果实观察果实病害指数和测定相关指标。

1.2.2 测定指标与方法

（1）果实病害指数的测定。每次随机取5袋（30个）杨桃果实，按照陈艺晖等[8]的方法测定杨桃果实病害指数。杨桃果实病害指数=Σ（病害级数×该级果数）/（总果数×发病最重级的代表数值）。

（2）果实几丁质酶（CHI）和β-1，3-葡聚糖酶（GLU）活性的测定。按照李辉等[9]的方法测定杨桃果实CHI和GLU活性，以每小时生成1 nmol N-乙酰葡糖胺为1个CHI活力单位（U）、以每小时生成1 μmol葡萄糖为1个GLU活力单位（U），结果以U/mg protein表示。

（3）果实苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）活性和总酚含量的测定。按照李辉等[9]的方法测定杨桃果实PAL、PPO、POD活性和总酚含量，以反应液在OD290 nm每小时变化0.01为一个PAL活力单位（U）、以反应液在OD410 nm每分钟变化0.01为一个PPO活力单位（U）、以反应液在OD460 nm每分钟变化0.01为一个POD活力单位（U），结果以U/mg protein表示。杨桃果实总酚含量以没食子酸做标准曲线计算，结果以μg/g FW表示。

（4）果实酶提取液的蛋白质含量测定。按照陈艺晖等[8]的考马斯亮蓝G250染色法测定杨桃果实酶提取液的蛋白质含量，以牛血清蛋白作标准曲线。

1.3 数据处理

以上各指标测定均重复3次，采用SPSS17.0数据分析软件进行方差分析（ANOVA）和Duncan多重比较法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 纸片型1-MCP处理对采后杨桃果实病害指数的影响

由图1可知，在贮藏0～6 d内，对照杨桃果实无感病；在贮藏6～15 d内，杨桃果实病害指数缓慢上升；贮藏15 d后，杨桃果实病害指数快速上升，贮藏24 d时，其果实病害指数高达0.87。而经纸片型1-MCP处理的杨桃果实在整个采后贮藏期间，其病害指数上升缓慢，贮藏24 d时，其果实病害指数仅为0.31。统计分析结果表明，在贮藏15～24 d内，经纸片型1-MCP处理的杨桃果实病害指数极显著（p<0.01）低于对照杨桃果实。上述结果表明，纸片型1-MCP处理能有效控制杨桃果实贮藏后期（15～24 d）病害的发生。

2.2 纸片型1-MCP处理对采后杨桃果实CHI和GLU活性的影響

由图2可知，在贮藏0～9 d内，对照杨桃果实CHI和GLU活性上升缓慢；在贮藏9～15 d内快速上升，而贮藏15 d后则下降。经纸片型1-MCP处理的杨桃果实CHI和GLU活性在贮藏0～18 d内快速上升，贮藏18 d时达到酶活性高峰，其活性分别是采收当天的2.9倍和2.6倍；贮藏18 d后则缓慢下降。统计分析表明，在贮藏15～24 d内，纸片型1-MCP处理的杨桃果实CHI和GLU活性极显著（p<0.01）高于对照组杨桃果实。上述结果表明，纸片型1-MCP处理能显著提高采后杨桃果实CHI、GLU等抗病相关酶活性。

2.3 纸片型1-MCP处理对采后杨桃果实PAL、PPO、POD活性和总酚含量的影响

由图3-A可知，在贮藏0～6 d内，对照与纸片型1-MCP处理的杨桃果实PAL活性均呈快速下降趋势。贮藏6 d之后，对照杨桃果实PAL活性下降缓慢；而纸片型1-MCP处理的杨桃果实PAL活性在贮藏6～21 d内急剧上升。统计分析结果表明，在贮藏12～24 d内，纸片型1-MCP处理的杨桃果实PAL活性极显著（p<0.01）高于对照组杨桃果实。

由图3-B可以看出，对照杨桃果实PPO活性在贮藏0～3 d内快速上升，3～15 d内变化不显著，贮藏15 d之后则快速下降。而纸片型1-MCP处理的杨桃果实PPO活性在贮藏0～21 d内总体呈上升趋势，贮藏21 d之后较快下降。在贮藏6～24 d内，纸片型1-MCP处理的杨桃果实PPO活性均高于对照杨桃果实。其中贮藏21 d时，纸片型1-MCP处理和对照杨桃果实的PPO活性分别为11.7和5.7 U/mg protein，两者之间的差异极显著（p<0.01）。

由图3-C可以看出，对照杨桃果实POD活性在贮藏0～3 d内较快下降，3～15 d内快速上升，在15 d时达到高峰，之后快速下降。纸片型1-MCP处理的杨桃果实POD活性在采后整个贮藏期间均高于对照杨桃果实。在贮藏3～24 d内，经纸片型1-MCP处理的杨桃果实POD活性显著（p<0.05）高于对照杨桃果实。

由图3-D可知，在采后整个贮藏期间，对照和纸片型1-MCP处理的杨桃果实总酚含量都呈现先快速上升而后下降的趋势。在贮藏3～24 d内，经纸片型1-MCP处理的杨桃果实总酚含量显著（p<0.05）高于对照杨桃果实。

上述结果表明，纸片型1-MCP处理可提高采后杨桃果实PAL、PPO、POD等抗病相关酶活性，并保持较高的抗病相关物质总酚的含量。

3 讨论与结论

果实腐烂是杨桃果实采后最为突出的问题，导致巨大的经济损失，是限制杨桃果实长期贮藏和远距离运销的主要因素[1，7]。杨桃果实采后腐烂与病原菌的侵染有关，由病原菌侵染引起的杨桃果实采后腐烂是目前生产上亟待解决的问题。本研究中，在贮藏0～12 d内，处理组与对照组的杨桃果实病害指数差异不显著（p>0.05），表明杨桃果实在采后贮藏初期（0～12 d）具有较强的抵御病原菌侵染能力。贮藏15 d后，对照组杨桃果实病害指数极显著（p<0.01）高于处理组（图1），这与贮藏后期（15～24 d）对照组杨桃果实抵御病原菌侵染能力下降、导致果实大量发病，而纸片型1-MCP处理能保持杨桃果实较高的抵御病原菌侵染能力有关。据此认为，纸片型1-MCP处理能有效控制杨桃果实贮藏后期（15～24 d）病害的发生，这与1-MCP处理防治枣[4]、桃[5]、砀山酥梨[6]等果实采后真菌性病害的研究结果相似[4-6]。

植物在抵御病原微生物侵染的过程中，抗病相关酶发挥了重要作用，这主要包括病原相关蛋白（PR蛋白）家族如CHI和GLU，以及酚類物质代谢系统中的一些酶如PAL、PPO和POD[9]。CHI和GLU都具有潜在的直接抗菌特性，以及间接的通过释放降解真菌细胞壁物质，诱导植物产生抗病性[10]；PAL是苯丙烷类代谢途经中的关键酶，与酚类化合物、木质素、植物抗毒素的形成密切相关，能有效抑制病原微生物的进一步扩展[9]；PPO在病菌侵染过程中参与植物细胞木质化作用构成保护性屏障，以及氧化酚类物质形成抗菌性更强的醌类化合物，使细胞免受病菌的侵染[11-12]；POD在抗病反应中参与酚类物质的氧化和木质素的生物合成[11-12]。此外，酚类物质的合成和积累在植物抵御病原微生物侵染的过程中也起重要作用[11]。前人研究发现，1-MCP增强果实抗病性与其提高果实抗病相关酶活性和酚类物质含量有关[12-14]。UV-C结合1-MCP复合处理提高了香梨果实抗病相关酶（CHI、GLU、PAL和POD）活性，有效抑制了香梨果实黑斑病的扩展及发病率[13]。1 μL/L 1-MCP处理能够诱导“红富士”苹果果实中PAL、PPO、POD、GLU、CHI活性的提高，促进总酚、类黄酮和木质素的积累，进而增强了果实对灰霉菌的抵抗能力[14]。此外，Liu等[12]也证实了用浓度为0.2 μL/L 1-MCP处理桃果实24 h后，显著提高了果实PAL、PPO和POD活性，减少了桃果实贮藏期间的发病率。

本研究发现，对照组杨桃果实CHI、GLU、PPO和POD活性在贮藏15 d后快速下降（图2、图3-B、图3-C），PAL活性和总酚含量在贮藏15 d后始终保持较低水平（图3-A、图3-D）；杨桃果实病害指数在贮藏15 d后快速升高（图1）。据此认为，杨桃果实采后抗病相关酶活性和抗病相关物质总酚含量的下降可能是导致杨桃果实采后抗病性下降而引起采后杨桃果实病害发生的重要原因。本研究还发现，贮藏15 d后，经纸片型1-MCP处理的杨桃果实CHI、GLU、PAL、PPO和POD等抗病相关酶活性以及总酚含量显著高于对照果实，而果实病害指数显著低于对照组。据此认为，纸片型1-MCP抑制杨桃果实采后病害的发生可能与抗病相关酶活性的升高及酚类物质的合成有关。

综上所述，0.6 μL/L的纸片型1-MCP处理可显著提高采后杨桃果实CHI、GLU、PAL、PPO、POD等抗病相关酶的活性和总酚含量的积累，并且能够延缓采后杨桃果实在贮藏后期病害的发生。因此，纸片型1-MCP处理在杨桃果实防腐保鲜中具有较好的应用前景。

参考文献

[1] 陈艺晖， 张 华， 林河通， 等. 1-MCP处理对杨桃果实采后生理和贮藏品质的影响[J]. 现代食品科技， 2014， 30（1）： 16-21.

[2] 陈艺晖， 张 华， 林河通， 等. 1-甲基环丙烯处理对杨桃果实活性氧代谢和细胞膜透性的影响[J]. 热带作物学报， 2013， 34（12）： 2 403-2 407.

[3] Chen Y H， Lin H T， Shi J， et al. Effects of a feasible 1-methylcyclopropene postharvest treatment on senescence and quality maintenance of harvested Huanghua pears during storage at ambient temperature[J]. LWT-Food Science and Technology， 2015， 64（1）： 6-13.

[4] Zhang Z Q， Tian S P， Zhu Z， et al. Effects of 1-methylcyclopropene（1-MCP）on ripening and resistance of jujube （Zizyphus jujuba cv. Huping）fruit against postharvest disease[J]. LWT-Food Science and Technology， 2012， 45： 13-19.

[5] Liu H X， Jiang W B， Zhou L G， et al. The effects of 1-methylcyclopropene on peach fruit（Prunus persica L. cv. Jiubao） ripening and disease resistance[J]. International Journal of Food Science and Technology， 2005， 40（1）： 1-7.

[6] 惠 伟， 牛瑞雪， 宋要强， 等. 1-MCP和DPA对砀山酥梨黑皮病的抑制效果[J]. 中国农业科学， 2010， 43（6）： 1 212-1 219.

[7] 陈艺晖， 张 华， 林河通， 等. 不同浓度1-MCP处理对采后杨桃果实的保鲜效应[J]. 热带作物学报， 2013， 34（11）： 2 283-2 288.

[8] 陈艺晖， 林河通， 林艺芬， 等. 拟茎点霉侵染对龙眼果实采后果皮褐变和活性氧代谢的影响[J]. 中国农业科学 2011， 44（23）： 4 858-4 866.

[9] 李 輝， 林毅雄， 林河通， 等. 1-甲基环丙烯控制采后 ‘油木奈 果实腐烂与抗病相关酶诱导的关系[J]. 热带作物学报， 2015， 36（4）： 786-791.

[10] Cao S F， Zheng Y H. Effect of 1-methylcyclopropene on anthracnose rot caused by Colletotrichum acutatum and disease resistance in loquat fruit[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture， 2010， 90： 2 289-2 294.

[11] Liu H X， Jiang W B， Bi Y， et al. Postharvest BTH treatment induces resistance of peach（Prunus persica L. cv. Jiubao）fruit to infection by Penicillium expansum and enhances activity of fruit defense mechanisms[J]. Postharvest Biology and Technology， 2005， 35： 263-269.

[12] Liu H X， Jiang W B， Zhou L G， et al. The effects of 1-methylcyclopropene on peach fruit（Prunus persica L. cv. Jiubao） ripening and disease resistance[J]. International Journal of Food Science and Technology， 2005， 40： 1-7.

[13] 马 晶， 黄 玲， 李学文. UV-C结合1-MCP处理提高香梨采后相关抗性酶活性抑制黑斑病的发生[J]. 新疆农业科学， 2012， 49（11）： 2 069-2 074.

[14] 周晓婉， 唐永萍， 石亚莉， 等. 1-MCP对低温贮藏苹果灰霉病抗性的诱导[OL]. http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20160126.1113.008.html， 2016-01-26.