不同外源物质对苹果果实生理和品质特性的影响

杨 静，潘一展

(商丘学院 风景园林学院，河南 商丘 476006)

我国是世界上苹果种植面积最大、总产量最高的国家，产量约占世界总产量的55%，但果品质量参差不齐。我国果树大都遵循“上山下滩，不与粮棉争夺良田”的发展方针，建园条件差，土壤有机质和养分含量不足。果农往往通过大量或过量施入化肥来提高产量，导致果实品质下降、生产效益降低，严重阻碍苹果产业的健康可持续发展。因此，提高苹果品质是当前苹果产业亟待解决的问题之一。

过氧化物酶(POD)属于胁迫条件下植物体内酶促预防系统的关键酶之一，能够清除植物细胞内H2O2，提高植物的抗性[1-3]，与植物的生长发育有密切联系。水杨酸(SA)是植物体内一种内源信号转导物质，在植物的抗旱、抗盐、抗热等抗性方面发挥着一定作用。叶面喷施SA可有效缓解果实衰老[4]。目前关于改善苹果品质的研究较多。何流等[5]研究发现，果实膨大期施用黄腐酸水溶肥，不仅对苹果叶片生长有明显的促进作用，而且能有效改善果实品质，提高产量。在苹果果实膨大期根外喷施植物生长调节剂[6]、氮肥[7]以及氯化钾[8]等，有利于果实产量和品质的提高。而通过叶面喷施POD粗酶制剂来研究苹果果实生理和营养指标的变化鲜见报道。鉴于此，选用外源萝卜过氧化物酶(RsPOD)制剂喷施生长期苹果果实，结合添加2.0 mmol/L SA，研究不同外源物质对苹果果实生理和营养指标的影响，旨在为安全有效地提升苹果品质提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验在河南省灵宝市寺河乡窝头村苹果生产试验园进行。该地区位于北纬34°24′—34°28′，东经110°00′—110°04′，海拔高度800 m。供试苹果品种为红富士，树龄12 a，旺树，常规管理。供试肥料为RsPOD粗酶制剂，由商丘学院风景园林学院生理生化实验室从萝卜中用超滤法分离纯化而得[9]。试验时用蒸馏水配制酶制剂。

1.2 试验设计

试验于2017年6—10月进行，共设5个处理，CK：清水对照，T1：15×106U/hm2RsPOD(RsPOD酶用量，根据酶制剂的比活力计算每公顷酶制剂添加量，下同)，T2：60×106U/hm2RsPOD，T3：15×106U/hm2RsPOD+2.0 mmol/L SA，T4：60×106U/hm2RsPOD+2.0 mmol/L SA。分别于6月20日和9月20日喷施，即苹果套袋后、摘袋前10 d各喷施1次。从第1次喷施后，分别于30 d(7月20日)、60 d(8月19日)、90 d(9月18日)、120 d(10月18日)各取样1次，共取样4次，每次每个处理从东、南、西、北4个方位随机采取10个果实，重复3次。

1181 Hydrogen medicine: research advance, controversy and challenges

1.3 测定指标及方法

式中：V—样品提取液总体积(mL)；c—NaOH溶液的浓度(mol/L)；Vk—滴定滤液消耗的NaOH溶液体积(mL)；f—折算系数，本试验选用苹果酸，折算系数为0.067(g/mmol)；Vs—滴定时所取滤液体积(mL)；m—样品质量(g)。

2.2.4 可溶性糖含量 由图4可知，伴随果实成熟，苹果果实内可溶性糖含量逐渐提高。T1—T4处理苹果可溶性糖含量高于CK，说明RsPOD和SA对提高苹果果实含糖量有一定促进作用。同时期不同处理组之间比较发现，T3处理可溶性糖含量最高，且与CK差异显著，其中，处理后120 d，T3处理可溶性糖含量最大，比CK提高12.2%，说明T3处理提高果实可溶性糖含量的效果最显著。

1.3.1 果实外在指标的测定 于处理后120 d(成熟期)，将随机取样的果实带回实验室进行外观品质指标测定。用电子天平测定果实单果质量；用GY-4数显式水果硬度计测定果实硬度；用游标卡尺测定纵横径，计算其比值即为果形指数。

2.2.2 SOD活性 由图2可知，在苹果生长期，果实SOD活性呈现先上升后下降趋势。不同处理SOD活性均高于CK，说明外施RsPOD和SA促进了苹果果实SOD的表达。处理后90 d，T3处理SOD活性最高，达163.1 U/g，是CK的1.71倍，说明通过外施RsPOD和SA，显著提高了果实SOD活性。处理后30、60、120 d，虽然T3处理SOD活性不是最高，但与最高活性差异不显著。由于低浓度喷施量较节约成本，且效果显著，综合考虑，T3处理为最佳处理。

1.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据计算，计算结果用平均值±标准差表示。采用SPSS 19.0进行统计学方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苹果果实外在指标的影响

2.2.3 可滴定酸含量 由图3可知，处理后30、60 d，果实可滴定酸含量较高，且T1—T4处理可滴定酸含量高于CK，后期伴随果实逐渐成熟，处理后90、120 d果实可滴定酸含量逐渐下降，不同处理组可滴定酸含量低于CK，其中，T3处理可滴定酸含量为0.26%(处理后120 d)，比CK降低48.4%。说明外施RsPOD和SA有利于降低果实酸度。

随着苹果果实发育，其POD和SOD活性先升高后下降。酶活性上升是苹果对秋季气温降低、衰老加剧等不良环境和生理生化变化的适应性反应[14]。POD和SOD属于抗氧化酶体系，能够清除植物体内多余的H2O2，对植物自身起保护作用，因此，外施RsPOD可提高植物自身抗性。SA在植物生长发育、成熟衰老方面发挥着广泛的作用，对新红星苹果叶面喷施SA不仅可明显降低果实的呼吸速率[15]，而且还可降低超氧阴离子自由基含量，延缓果实衰老[16]，这与本研究结果一致。10月份苹果果实处于成熟收获期，酶活性开始下降，这是由于超氧阴离子自由基和H2O2在果肉中的积累已达到较高浓度，从而导致果实中POD和SOD活性降低。

表1 不同处理对成熟期苹果外在指标的影响Tab.1 Effect of different treatment on the external indexes of mature apples

注：同列数值后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

Note：Different lowercase letters after the same column of values represented significant difference(P<0.05).

2.2 不同处理对苹果果实内在指标的影响

2.2.1 POD活性 由图1可知，在苹果生长期，果实POD活性呈现先升高后下降趋势，不同处理POD活性均高于CK，说明外施RsPOD和SA有利于果实POD的表达。其中，低浓度(15×106U/hm2) RsPOD处理(T1、T3)，处理后30、60、90 d,果实POD活性均显著高于其他处理组(P<0.05)；处理后90 d，T3处理POD活性为48.4 U/g，是CK的2.19倍；处理后120 d，T3、T4处理果实POD活性高于其他处理组，但二者之间差异不显著(P>0.05)，因此，考虑成本因素，T3处理为最佳处理。

同一时间不同处理不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，图2—4同

取十八醇13.0 g、HPMC 3.7 g、碳酸氢钠3.4 g，按“2.1”项下方法制备5批微丸，再按“2.3.3”项下方法进行综合评分。结果，5批微丸的Q分别为27.15、27.46、27.05、26.94、26.83（RSD＝0.89%），表明上述优化辅料处方稳定、可靠，与正交试验结果一致。

由表1可知，与CK相比，T1—T4处理组果实硬度分别下降7.68%、8.96%、19.93%、16.64%。优质红富士苹果果实硬度为9.5～10.5 kg/cm2。外施RsPOD和SA后，在最佳硬度范围内降低了果实硬度，果实硬而脆，提高了果实口感。T3处理各项指标均与CK差异显著，其中，单果质量增加19.09 g，纵径、横径也都大于CK，果形指数为0.870，属于优质苹果果形指数，说明T3处理可以提高果实的外在指标品质。

图2 苹果果实生长期SOD活性变化Fig.2 Changes of SOD activity in apple growth period

图3 苹果果实生长期可滴定酸含量变化Fig.3 Changes of titratable acid content in apple growth period

1.3.2 果实内在指标的测定 取不同处理的苹果果实各1.0 g，加适量石英砂充分研磨(冰浴)，加1 mL缓冲液(50 mmol/L Na2HPO4-KH2PO4，pH值7.0)，混匀抽提后于10 000 r/min、4 ℃离心20 min，取上清分装后贮藏于-20 ℃备用。POD活性测定采用愈创木酚法[10]，470 nm处检测光吸收值变化，以光吸收每分钟增加0.001为1个酶活性单位(U)，酶活性用U/g表示；超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法[10]，酶活性用U/g来表示。可溶性糖含量测定：取各时期新鲜样品各1.0 g，剪碎混匀，放入大试管中，加入15 mL蒸馏水，沸水浴20 min，冷却，过滤入100 mL容量瓶中，用蒸馏水冲洗残渣数次，定容至刻度，采用蒽酮法测定[11]；可滴定酸含量采用氢氧化钠溶液滴定法测定，折算系数以苹果酸计[12]。

图4 苹果果实生长期可溶性糖含量变化Fig.4 Changes of solubler suger content in apple growth period

3 结论与讨论

本试验通过外施RsPOD和SA的方式，研究其对苹果果实生理特性的影响，从而达到改善苹果品质的目的。结果表明，外施RsPOD和SA处理的果实硬度均在优质红富士苹果果实硬度范围内有所降低，果实口感硬而脆。T3处理对果实的单果质量、纵径、横径和果形指数均起到促进作用，说明T3是最佳处理方式。果实硬度和细胞壁有很大关系，细胞壁骨架主要由纤维素、半纤维素和果胶构成。王向斌等[13]报道，随着果实成熟，可溶性果胶增多，原果胶减少，果实细胞间失去结合力，果肉变软，从而果实硬度降低。外施RsPOD和SA是否促进了可溶性果胶的形成，从而降低果实硬度，有待于进一步研究。

（1）进一步完善制度建设，加强制度落实。在全面贯彻执行国家有关规定及建设单位管理制度的基础上，根据项目特点，针对性地补充完善各项管理制度（如：《航道疏浚施工控制要点》），作为企业内部的执行标准。并通过举办培训班、班前教育等活动，使参建人员熟悉各项相应的管理制度。制定各项责任制（如：《技术、安全交底责任制》），明确岗位职责，加大考评、检查及奖惩力度，使大家知道该干什么、怎么干等。

采用SPSS 18.0软件对数据进行分析处理，计量资料以（均数±标准差）表示，采用t检验；计数资料以（n，%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

史娟[17]研究显示，苹果果实可滴定酸含量在盛花后20～30 d快速增加，在果实发育中后期逐渐下降，这与本试验结果一致。原因在于果实膨大使得液泡浓度降低或者酸分解能力增强、合成能力减弱。而外施RsPOD和SA，有利于降低苹果可滴定酸含量，增加果实的风味品质。本试验中，随着果实生长发育，其可溶性糖含量逐渐升高，且施肥处理组均高于对照组，原因可能如下：一是外施RsPOD和SA，有利于提高苹果的抗逆性；延缓植物衰老，尤其是叶片衰老；提高光合效率，增加果实中可溶性糖的积累量，已有报道，梨果果实中的糖来自叶片光合作用的同化产物[18]。二是本试验采用的是低浓度的RsPOD和SA，总量很少，被吸收后参与糖代谢的可能性很小，可能是作为一种信号，诱导了相关糖代谢酶的活性，影响了“源”和“库”中可溶性糖的分布，但具体原因有待于进一步研究发现。

综上，在苹果生长期外施RsPOD和SA，可增加苹果果实POD和SOD活性，降低可滴酸含量，提高可溶性糖含量，降低果实硬度，从而改善苹果生理和品质特性。

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