乙酰胆碱对库尔勒香梨果实品质的影响试验*

任晓燕，王　岩，寇　彬（兵团第二师农业科学研究所，新疆　铁门关　841005）

乙酰胆碱对库尔勒香梨果实品质的影响试验*

任晓燕，王岩，寇彬
（兵团第二师农业科学研究所，新疆铁门关841005）

摘要：以库尔勒香梨为试验材料，研究了乙酰胆碱对库尔勒香梨过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、细胞及对果实品质的影响。结果表明，喷施乙酰胆碱抑制了POD、PPO、PAL的活性，使石细胞团的直径减小，密度和含量降低，可溶性固形物、可滴定酸的含量提高，但同时也使果实硬度降低。乙酰胆碱的施用浓度以50 mg/L效果最佳。

关键词：库尔勒香梨；乙酰胆碱；过氧化物酶；多酚氧化酶；苯丙氨酸解氨酶

乙酰胆碱在植物的代谢、生长和发育中具有调控作用，其作用机理除参与调节膜对离子的通透性外，可能还涉及对植物体内某些酶活性的调控。POD、PPO、PAL是果实中酚类代谢的关键性酶。酚类物质的其中一类——苯丙烷衍生物与梨果实品质的关系最为密切，石细胞的形成、细胞壁的木质化、果实的组织褐变都与之有关，而PAL是整个苯丙烷类代谢的第一个关键酶，PAL活性影响木质素的含量，而木质素是石细胞的主要成分，因此，石细胞的含量与PAL、PPO、POD活性呈显著正相关[1]。梨果实石细胞是衡量果实品质的一个重要指标，本研究将乙酰胆碱用于对POD、PPO、PAL活性的调节，探讨其调节作用对库尔勒香梨石细胞及其品质的关系。

1　材料与方法

1.1试验材料

库尔勒香梨，采于第二师二十九团园3连8年生初结果库尔勒香梨园，“3 + 1”树形。砧木为杜梨，田间管理水平一致，库尔勒香梨树生长势较一致，管理水平良好。

1.2试验方法

采用单株小区法，分别于初花期、盛花期、末花期对树体喷施乙酰胆碱，处理浓度为10 mg/L、50 mg/L和100 mg/L，每个处理重复3次。对照喷等量清水。

1.3测定内容与方法

试验于9月上旬采收果品，将各样品标号后，包装好带入实验室。经过5 d的后熟后对果实品质的各项指标进行测定。

测定内容：POD、PPO、PAL活性，石细胞团的直径、密度和含量，果实硬度，可溶性固形物和可滴定酸含量。

1.3.1过氧化物酶（POD）活性的测定[2]

POD的提取：取梨果肉0.5 g，加入经4℃低温预冷的Tis - HCI缓冲液5.0 mL（pH7.2），冰浴研磨，匀浆于4 000 rpm 4℃下离心10 min，上清液即为酶提取液。

POD活性测定：加入2.5 mL的磷酸柠檬酸缓冲液（pH5.0），再加入0.3 mL3%的双氧水、0.3 mL2%的愈创木酚，加入0.3 mL的酶液后，于分光光度计上测定470 nm的吸光度值，酶活性以每毫升酶液每分钟的吸光度值变化0.001为1个酶活性单位，对照用0.3 mL蒸馏水代替3%双氧水。

1.3.2多酚氧化酶（PPO）活性的测定[2]

PPO的提取：取果肉0.5 g，加入0.05 mol/L磷酸缓冲溶液（pH6.8）5 mL，在研钵中充分研磨，于4℃预冷30 min后，转入离心管中，4 000 rpm离心15 min，上清液即为酶提取液。

PPO活性测定：取0.1 mL酶提取液，加入2.4 mL 0.05 mol/L的磷酸缓冲液（pH6.5），然后再加入0.5 mL 20 mmol/L邻苯二酚（用0.05 mol/L的磷酸缓冲液配制），在410 nm波长下测定吸光度值，每样品重复3次，酶活性以每分钟吸光度值变化0.001为1个酶活性单位。

1.3.3苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性测定[3]

PAL的提取：取梨果肉2 g，加4 mL 0.05 M巯基乙醇和0.5 g聚乙烯吡咯烷酮，以及少量石英砂，在研钵中研磨，匀浆于10 000 rpm离心15 min，上清液即为酶液。

PAL活性测定：取1 mL 0.02 M苯丙氨酸（对照不加底物，以l mL 0.1 M的硼酸缓冲液代之）再加入2 mL硼酸盐缓冲液，加入l mL酶液，摇匀，在290 nm测光度值，半小时后再测1次，以每小时OD值增加0.01为1个酶活性单位。

1.3.4石细胞团大小和密度的测量

用徒手切片法[4]制作梨果肉切片，切片材料经1 N的HCL处理后用0.1%的间苯三酚染色[5，6]，在光学显微镜下放大100倍观察石细胞在果肉中的大小和密度。

1.3.5石细胞含量的测定

梨果实采用四分法取样。近果皮部位取离果皮0.2 cm处果肉，果中部取离果心和果皮等距离处果肉，近果心部位取离果心0.2cm厚的果肉。每品种果肉各取3份。每份100g，放入塑料袋中。置于-20℃低温冰箱中过夜，次日取出，待解冻后加水约100 mL，用组织捣碎机（1 000～1 500 rpm/min）捣碎1 min，取出放入800 mL的大烧杯中，加约200 mL水，用玻璃棒搅拌，静置片刻，使石细胞下沉，然后倒出上层果肉渣，反复5～6次，最后呈现在下面的是颗粒完整的石细胞，在80℃的烘箱中烘干，然后分别称重[7]。

1.3.6果实硬度、可滴定酸、可溶固形物的测定

果实硬度用硬度计测定，可滴定酸含量用滴定法测定，可溶固形物含量利用折光仪测定。

2　结果与分析

2.1喷施乙酰胆碱对POD活性的影响

图1　喷施乙酰胆碱对POD活性的影响

如图1所示，与对照相比，喷施10mg/L、50mg/L、 100 mg/L乙酰胆碱后，对库尔勒香梨果实整个发育期的POD活性均有一定的抑制作用。通过数据可以看出，3个处理的平均值基本都低于对照，但不同浓度处理对POD活性的影响差别不大。

2.2喷施乙酰胆碱对PPO活性的影响

如图2所示，与对照相比，喷施10mg/L、50mg/L、100 mg/L乙酰胆碱后，对库尔勒香梨果实整个发育期的PPO活性均有一定的抑制作用。通过数据可以看出，3个处理的平均值都低于对照，乙酰胆碱50 mg/L浓度处理抑制作用稍强。

图2　喷施乙酰胆碱对PPO活性的影响

2.3喷施乙酰胆碱对PAL活性的影响

如图3所示，与对照相比，喷施10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L乙酰胆碱后，对库尔勒香梨果实整个发育期的PAL活性均有一定的抑制作用。通过数据可以看出，3个处理的平均值都低于对照，以乙酰胆碱50 mg/L浓度处理抑制作用最强。

图3　喷施乙酰胆碱对PAL活性的影响

2.4喷施乙酰胆碱对石细胞直径、密度、含量的影响

图4　喷施乙酰胆碱对石细胞直径的影响

试验表明，喷施乙酰胆碱的部分处理能够使石细胞的直径减小，密度和含量降低。如图4、图5、图6所示，与对照相比，3种不同浓度的乙酰胆碱对库尔勒香梨石细胞的直径、密度和含量都有一定的影响。通过数据可以看出，3个处理的平均值基本都低于对照，以乙酰胆碱50 mg/L浓度处理对石细胞的直径、密度和含量的影响最为明显。

图5　喷施乙酰胆碱对石细胞密度的影响

图6　喷施乙酰胆碱对石细胞含量的影响

2.5喷施乙酰胆碱对果实其他品质的影响

如图7所示，乙酰胆碱不同浓度处理对库尔勒香梨硬度都有一定的影响。其中乙酰胆碱50 mg/L浓度处理使库尔勒香梨硬度下降。

图7　喷施乙酰胆碱对果实硬度的影响

图8　喷施乙酰胆碱对果实可溶性固形物的影响

如图8所示，乙酰胆碱不同浓度处理对可溶性固形物含量的影响不大，可溶性固形物的值基本都在12.5～13.0之间，其中乙酰胆碱50 mg/L浓度处理的可溶固形物最高。

图9　喷施乙酰胆碱对果实可滴定酸含量的影响

如图9所示，乙酰胆碱对库尔勒香梨可滴定酸含量都有一定的影响，且可滴定酸含量与对照相比都有所提高，但不同浓度处理对可溶固形物含量的影响差别不大。

3　小结

梨的石细胞是薄壁组织细胞通过细胞壁次生加厚发育而来的，石细胞团的直径大小、在果实中的分布密度及其含量与其果肉质地有直接的关系。石细胞的生物合成是通过苯丙烷类代谢途径进行的，POD、PPO、PAL在代谢中起了关键的作用，石细胞含量随着3种酶的活性增加而增加，因此，在果树栽培中，任何可以抑制这些酶活性的技术措施都影响石细胞的形成。试验表明，喷施50 g/L的乙酰胆碱，对POD、PPO、PAL活性抑制和石细胞的抑制作用表现出较高的一致性，它提高了可溶性固形物的含量，提高了可滴定酸的含量，使风味变好，但降低了果实硬度，影响了耐贮性，这是不足之处。其内在机理和弥补措施还需进一步研究。

参考文献

[1]刘艳，鲁晓燕，黄学东，等.梨石细胞含量与PAL活性和果实硬度的相关性研究[J].新疆农业科学，2011，48（9）：1597-1601.

[2]沈显生，尹路明.植物生物学试验[M].北京：中国技术大学出版社，2003：33.

[3]刘小阳，李玲，宗梅.梨果实石细胞含量分布及其对梨品质的影响[J].安徽农业大学学报，2004，31（1）：104-106.

[4]李正理.植物制片技术[M].北京：科学出版社，1978：23-35.

[5]刘庆华.梨果肉石细胞的形态结构与果实品质的关系[J].莱阳农学院学报，1992，9（4）：252-255.

[6]陈阜东.植物简易实验观察[M].北京：科学出版社，1985.

[7]吴少华，沈德绪.梨果肉石细胞含量的分析方法[J].中国果树，1985（3）：50.

收稿日期：2015—12—25

*基金项目：兵团青年科技创新资金专项“不同生长调节剂对库尔勒香梨果实品质的影响”（2012CB005）；兵团科技计划项目“库尔勒香梨种质资源保存利用与新品种选育区域创新团队”（2013CC006）。