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柑橘果实采收前发生皱皮甚至裂果的现象严重是目前柑橘生产中的一个突出问题,尤其是果实品质优良的品种‘红江橙’、脐橙、沙糖桔等品种。本研究以广东省主栽品种‘红江橙’和‘暗柳橙’作为试材,在自然气候条件下与不同水分胁迫下,研究两个品种与盆栽‘暗柳橙’的皱皮果发生期间果皮最大应力值、细胞壁超微结构、细胞壁物质成分、细胞壁代谢相关酶活性的变化规律及其与皱皮果的关系。因此,本项目研究具有一定的理论意义和生产实践价值。主要结果如下:
1.柑橘果皮硬度的测定
在皱皮果发生期间,‘红江橙’和‘暗柳橙’成熟过程中其果皮硬度差别很大,‘红江橙’果皮硬度极显著小于‘暗柳橙’果皮硬度。因此,在皱皮果发生期间,果皮硬度的大小与皱皮果现象密切相关。
2.柑橘果皮细胞壁超微结构的观察
透射电镜观察表明:在果实皱皮果发生期‘红江橙’和‘暗柳橙’中果皮细胞壁超微结构差别很大,‘暗柳橙’中果皮细胞壁结构结构基本完整,结构致密,纤维素微纤丝紧密、规则、有顺序排列;‘红江橙’中果皮细胞壁结构失去了完整性,部分降解,结构松散,胞间层扭曲变形,初生壁瓦解后出现大的空隙,壁纤维逐步分离,揭示了果实皱皮果发生期果皮细胞壁超微结构相应变生了很大变化。
随着水分胁迫的加强,盆栽‘暗柳橙’轻度水分胁迫(处理1)和重度水分胁迫(处理2)的植株要比对照(CK)的植株早些进入衰老过程,果皮细胞壁超微结构降解越大:对照果皮细胞壁超微结构完整,电子密度均匀,无嗜锇颗粒的出现;处理1、2细胞壁整体结构降解,且处理2比处理l降解程度更大,胞间层、初生壁解体、不连续分布,且有嗜锇颗粒的出现,与大田栽培‘红江橙’皱皮果发生期果皮细胞壁超微结构现象相类似。结果表明水分胁迫可导致果皮细胞壁超微结构发生变化,细胞壁解体,发生皱皮果现象。
3.柑橘果皮细胞壁成份的测定
在果实皱皮果发生期间:两个品种果皮细胞壁水溶性果胶质含量不断增加,‘红江橙’的水溶性果胶质含量及增加幅度极显著大于抗皱品种‘暗柳橙’的;两个品种果皮细胞壁的离子和共价结合型果胶质含量都降低,以‘红江橙’降幅较低;半纤维素含量是先降低后升高;而纤维素含量是‘红江橙’的小于‘暗柳橙’的。结果表明,‘红江橙’果皮细胞壁成分比‘暗柳橙’的降解多,可能是导致果皮硬度下降以至皱皮果发生的主要原因。
水分胁迫下,盆栽‘暗柳橙’在果实皱皮果发生期,随着水分胁迫的加强,果皮细胞壁降解程度越大,水溶性果胶含量增加越多,离子结合型果胶含量、共价结合型果胶含量、纤维素含量降解越大;但是轻度水分胁迫的果皮细胞壁成分易引发皱皮现象的发生,重度水分胁迫易导致植株衰老。
4.柑橘果皮细胞壁代谢相关酶活性的测定
在皱皮果发生期间,‘红江橙’果皮细胞壁代谢相关酶(果胶酶、纤维素酶、果胶甲酯酶)活性较‘暗柳橙’的大;过氧化物酶活性以‘红江橙’为低;多酚氧化酶活性在两个品种间差异不明显。‘红江橙’果皮PG、PME、CX活性的升高可能是其果皮硬度下降的主要原因之一,从而导致皱皮果发生。
‘暗柳橙’水分胁迫下三个处理的果皮细胞壁代谢相关酶(果胶酶、纤维素酶、果胶甲酯酶)活性在皱皮果发生期间都增加,果胶酶活性、纤维素酶活性、果胶甲酯酶活性大小依次为:处理2、处理1、对照;三处理的过氧化物酶活性也增加,增幅大小分别为对照>处理1>处理2;处理l、处理2在皱皮果发生后期多酚氧化酶活性增加,对照降低,三者差异极显著。即适当的轻度水分胁迫会引起‘暗柳橙’果皮细胞壁代谢相关酶活性的变化,而造成细胞壁成分的降解,更易发生皱皮果现象;重度水分胁迫会引起‘暗柳橙’果皮细胞壁代谢相关酶活性的变化,更趋向于衰老症状。