10个山东主栽石榴品种果实褐变及其相关酶活性比较

来源 :山东农业科学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbjxwjy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:以10个山东主栽石榴品种为试材,比较分析了其成熟期果实品质、褐变及其相关酶活性、总酚含量和抗氧化能力的差异及相关关系。结果表明,不同石榴品种果实各品质指标存在显著差异,‘泰山红’单果重和可溶性固形物含量最高,‘秋艳’百粒重最大,‘大青皮酸’可滴定酸含量最高,‘泰山三白甜’固酸比和可溶性糖含量最高。不同品种果实褐变及其相关酶活性、总酚含量和DPPH自由基清除率存在显著差异。‘泰山三白甜’果实褐变度、PPO、POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均最高。果实品质各指标间存在不同的相关性,褐变度与果实品质、相关酶活性、总酚和DPPH自由基清除率间存在一定的相关性。PPO、POD是影响石榴果实褐变的主导酶类,PAL在一定程度上影响其褐变。果实酚类物质含量高低与其抗氧化能力密切相关。
  关键词:石榴;褐变;PPO;POD;PAL
  中图分类号:S665.401 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2016)11-0034-04
  Abstract Taking 10 dominant pomegranate cultivars in Shandong as materials, the difference and correlation of fruit quality, browning and related enzyme activity, total phenols content, antioxidant capacity were compared and analyzed at maturation stage. The results indicated that the difference of fruit quality was significant in different pomegranate cultivars. The single fruit weight and soluble solid content of ‘Taishanhong’ were the highest. The 100-grain weight of ‘Qiuyan’ was the biggest. The titratable acid content of ‘Daqingpisuan’ was the highest. The ratio of soluble solid and titratable acid and soluble sugar content of ‘Taishansanbaitian’ were the highest. There were significant differences in the fruit browning and related enzyme activities, total phenols content and DPPH radial scavenging activity among different pomegranate cultivars. The browning degree, activities of PPO, POD, PAL, total phenols content and DPPH radial scavenging activity of ‘Taishansanbaitian’ were all the highest. The fruit quality indexes of different pomegranate cultivars existed different correlations. There was certain correlation of browning degree with fruit quality, related enzyme activities, total phenols, DPPH radial scavenging activity. PPO and POD were the dominant enzymes that influenced the fruit browning of pomegranate. PAL influenced the fruit browning of pomegranate to some extent. The antioxidant capacity of pomegranate fruits was closely related to the contents of phenolic compounds.
  Keywords Pomegranate; Browning; PPO; POD; PAL
  石榴(Punica granatum L.)属石榴科(Punicaceae)石榴属(Punica)落叶灌木或小乔木,在整个热带、亚热带和暖温带等地区均可栽培,果实富含类黄酮、酚酸、单宁、生物碱等多种功能性保健物质,极具发展前景[1,2]。石榴褐变是由多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)催化酚类物质发生氧化反应引起的生理病害[3,4]。苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)是酚类物质和木质素生物合成的关键酶,影响果实外观品质和组织褐变[5,6]。过氧化物酶(peroxidase,POD)是植物中普遍存在的一类氧化还原酶,可与PPO 协同作用引起植物组织褐变[7,8]。PPO、PAL和POD也是木质素合成的关键酶,能提高组织的木质化程度,促进其衰老败坏,影响果实褐变[9]。近年来,国内外的研究主要集中在石榴采后贮藏期果实品质[10],果实中PPO、PAL、POD活性与其褐变关系[11]等方面,而关于不同石榴品种果实褐变与其相关酶活性的差异及相关关系的研究尚未见报道。因此,本试验以10个山东主栽石榴品种为试材,研究其成熟期果实褐变及相关酶活性、品质指标、总酚含量与抗氧化能力的关系,以期为石榴新优品种的选育、种质创新和产业发展提供科学理论依据。   1 材料与方法
  1.1 试验材料
  试验于2015年9-12月在山东省果树研究所进行,以该所万吉山基地石榴种质资源圃内的10个山东主栽石榴品种为试材(表1)。该基地属温带大陆性半湿润季风气候区,年平均降水量697 mm,降水主要集中在7-8月;土质为砂壤土,微酸性,土层薄,土壤肥力一般。
  每个品种分别选取10株生长健壮、长势一致的8年生植株,常规管理,果实成熟时每个品种选取20个大小均匀、着色一致、无病虫害、无挤压损伤的果实样品。果实采摘后放在盛有冰袋的泡沫保温箱中,低温条件下迅速带回实验室。将采集的石榴果实洗净晾干,用削皮刀分离果皮,液氮冷冻后贮存于-20℃冰箱中待测。
  1.2 测定项目及方法
  果实单果重利用百分之一天平(精确度0.01 g)测定,可溶性固形物含量利用手持式折光仪测定。可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法[12]测定。褐变度参考谭谊谈等[13]的方法测定,多酚氧化酶(PPO)活性参考张立华等[3]的方法测定,过氧化物酶(POD)活性参考印芳等[14]的方法测定,总酚含量参考张立华等[15]的方法测定,DPPH自由基清除率参考冯立娟等[2]的方法测定。每个指标重复测定3次,取其平均值。
  1.3 数据处理
  利用Microsoft Excel软件作图,SPSS 19.0软件进行相关数据分析。
  2 结果与分析
  2.1 不同石榴品种果实品质的比较
  不同石榴品种成熟期果实各品质指标间存在显著差异(表2),‘泰山红’单果重最大(524 g),‘牡丹’最小(305 g),均与其它品种差异极显著(P<0.01)。‘秋艳’百粒重最大(66.24 g),‘大红皮甜’最小(31.48 g),均与其它品种差异极显著(P<0.01)。‘泰山红’可溶性固形物含量最高(16.8%),除‘大红袍’、‘冰糖籽’、‘大红皮甜’外,与其它品种差异均极显著(P<0.01)。‘牡丹’可溶性固形物含量最低(13.5%),除‘泰山三白酸’外,与其它品种差异均极显著(P<0.01)。‘大青皮酸’可滴定酸含量最高(2.48%),与其它品种差异极显著(P<0.01),‘泰山三白甜’最低(0.24%)。‘泰山三白甜’固酸比(65.83)和可溶性糖含量(165.24 g·L-1)最高,均与其它品种差异显著。‘大青皮酸’固酸比最低(5.93),‘牡丹’可溶性糖含量(128.35 g·L-1)最低,均与其它品种差异极显著(P<0.01)。
  2.2 不同石榴品种褐变及相关酶活性的比较
  如表3所示,不同石榴品种果实褐变及其相关酶活性、总酚含量和DPPH自由基清除率存在显著差异。‘泰山三白甜’果实褐变度、PPO、POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均最高,均与其它品种差异极显著(P<0.01)。‘泰山红’果实褐变度最低,‘大青皮酸’PPO活性最低,‘牡丹’POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率最低,均与其它品种差异极显著(P<0.01)。
  2.3 相关性分析
  不同品种各指标的相关性如表4所示。单果重与可溶性糖含量显著正相关。可溶性固形物含量与可滴定酸含量显著负相关,与PAL活性、总酚含量显著正相关,与固酸比极显著正相关。可滴定酸含量与PAL活性、可溶性糖含量显著负相关,与固酸比、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著负相关。固酸比与可溶性糖含量、PPO、POD活性显著正相关,与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著正相关。可溶性糖含量与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著正相关。褐变度与PPO、POD活性极显著正相关,与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率正相关,但不显著。PPO、POD活性与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均显著正相关。PPO与POD活性极显著正相关。PAL活性与总酚含量、DPPH自由基清除率极显著正相关。总酚含量与DPPH自由基清除率极显著正相关。
  3 讨论与结论
  果实品质是评价品种优劣的重要依据,主要由外观品质和内在品质构成。单果质量、色泽和整齐度等可评价果实的外观品质,可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖等可评价其内在品质[16]。本研究中,10个山东主栽石榴品种单果重、百粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和可溶性糖含量均存在显著差异。这种差异性可能与品种自身特性有关,也受栽培条件、管理措施、采收时期等诸多因素的影响[17]。
  褐变是果实品质评定的重要指标,也是果实成熟老化、生理衰退最明显的特征,褐变度能反映果实的褐变程度[13]。供试品种中,‘泰山三白甜’果实褐变度最高,‘泰山红’最低,这可能与果皮颜色不同有关,具体机理还有待于深入研究。相关性分析表明,褐变度与PPO、POD活性极显著正相关,与PAL活性正相关,但不显著。这说明,PPO、POD是影响石榴果实褐变的主导酶类,PAL在一定程度上影响其果实褐变。这与Zhang等[18]的研究结果一致。
  酚类物质是酶促褐变的底物[19],DPPH自由基与果实的抗氧化能力密切相关[20]。本研究中,果实褐变度与总酚含量和DPPH自由基清除率正相关,但不显著。表明,总酚含量和DPPH自由基清除率与石榴果实褐变程度有一定的相关性。相关性分析表明,不同品种果实总酚含量与DPPH自由基清除率显著正相关,表明酚类物质含量高低与其抗氧化能力密切相关。
  参 考 文 献:
  [1] Cam M, Yasar H, Gkhan D. Classification of eight pomegranate juices based on antioxidant capacity measured by four methods[J]. Food Chemistry, 2009, 112: 721-726.   [2] 冯立娟, 尹燕雷, 杨雪梅, 等. 柠檬酸处理对石榴果皮离体褐变的影响[J]. 林业科学, 2015, 51(9): 42-50.
  [3] 张立华, 孙晓飞, 张艳侠, 等. 石榴多酚氧化酶的某些特性及其抑制剂的研究[J]. 食品科学, 2007, 28(5): 216-219.
  [4] 杨巍, 刘晶, 吕春晶, 等. 氯化钙和抗坏血酸处理对鲜切苹果品质和褐变的影响[J]. 中国农业科学, 2010, 43(16): 3402-3410.
  [5] Lichanporn V, Srilaong C, Wongs A, et al. Postharvest physiology and browning of longkong (Aglaia dookkoo Griff.) fruit under ambient conditions[J]. Postharvest Biology and Technology, 2009, 52: 294-299.
  [6] 闫洪波, 程玉豆, 何近刚, 等. 鸭梨PAL克隆及其在果实发育和机械伤害过程中的表达[J]. 中国农业科学, 2014, 47(21): 4341-4348.
  [7] Venkatachalam K, Meenune M. Changes in physiochemical quality and browning related enzyme activity of longkong fruit during four different weeks of on-tree maturation[J]. Food Chemistry, 2012,131(4):1437-1442.
  [8] Nokthai P, Lee V S, Shank L. Molecular modeling of peroxidase and polyphenol oxidase: substrate specificity and active site comparison[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2010, 11(9): 3266-3276.
  [9] 文菁, 赵书岗, 王红霞, 等. 核桃硬壳发育期内果皮木质素与相关酶活性的变化[J]. 园艺学报, 2015, 42 (11): 2144-2152.
  [10]Singh H, Singh N, Marathe A, et al. Influence of aril browning on biochemical properties of pomegranate (Punica granatum L.)[J]. Journal of Crop and Weed, 2013, 9(1):184-187.
  [11]Meighani H, Ghasemnezhad M, Bakshi D. Evaluation of biochemical composition and enzyme activities in browned arils of pomegranate fruits[J]. International Journal of Horticultural Science and Technology, 2014, 1(1): 53-65.
  [12]邹琦. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 中国农业出版社, 2001.
  [13]谭谊谈, 曾凯芳. 1-MCP处理对鲜切芋艿褐变的影响[J]. 食品科学, 2014, 35(2): 305-309.
  [14]印芳, 葛红, 彭克勤, 等. 蝴蝶兰组培褐变与酚酸类物质及相关酶活性的关系[J]. 中国农业科学, 2008, 41(7): 2197-2203.
  [15]张立华, 杨雪梅, 张元湖. 微波处理对货架期石榴品质的影响[J]. 食品科学, 2010, 31(4): 268-271.
  [16]冯立娟, 尹燕雷, 焦其庆, 等. 不同石榴品种果实酚类物质及抗氧化活性研究[J]. 核农学报, 2016, 30(4): 710-718
  [17]Nuncio-Jáuregui N, Calín-Sánchez A, Carbonell-Barrachina A, et al. Changes in quality parameters, proline, antioxidant activity and color of pomegranate (Punica granatum L.) as affected by fruit position within tree, cultivar and ripening stage[J]. Scientia Horticulturae, 2014,165:181-189.
  [18]Zhang Y L, Zhang R G. Study on the mechanism of browning of pomegranate (Punica granatum L. cv. Ganesh) peel in different storage conditions[J]. Agricultural Sciences in China, 2008, 7(1): 65-73.
  [19]雷鸣, 何瑛, 张有林. 石榴果皮褐变的生化机制研究[J]. 陕西农业科学, 2011(5): 36-40.
  [20]Kang H M, Saltveit M E. Antioxidant capacity of lettuce leaf tissue increases after wounding[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(26): 7536-7541.
其他文献
摘要:Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) 9 系统由于其突变效率高、制作简单、成本低,被越来越广泛地应用于植物基因组的精确修饰,是一种具有广阔应用前景的基因组定点改造分子工具。本研究构建了玉米淀粉合成酶调控因子基因ZmRSR1的CRISPR/Cas9载体
期刊
摘要:野生玫瑰中多糖多酚含量较高,DNA提取较为困难,本试验在植物基因组DNA CTAB提取法的基础上,通过延长水浴时间、调整氯仿-异戊醇(24∶1)抽提次数为2~3次等一系列方法提高野生玫瑰基因组DNA的提取纯度。以2×Es Taq MasterMix(含染料)10 μL,40 ng/μL DNA模板1 μL,10 pmol/μL引物 1 μL, ddH2O 8 μL为CDDP-PCR反应体系,
期刊
摘要:  通过对江苏省徐州市铜山区和雎宁县共7个行政村的200户农民发放调查问卷,收集当地农户户主基本特征、家庭资源特征、环境认知特征、政策因素特征的实际数据,建立农户化肥施用强度决策模型,通过对数据的回归分析,得出以下结论:农户化肥施用强度主要受到受教育程度、家庭经营规模、劳动力规模、兼业程度、农户间交流频率、环保意识强度、是否采用测土配方施肥技术、化肥价格、最低粮食收购价格等因素的影响,且不同
期刊
摘要:以华130B为稻瘟病抗性基因的供体、圣稻15为受体,通过回交转育结合分子标记辅助选择,选育出综合性状优良的Pi1单基因株系4个、Pi2单基因株系3个、Pi1和Pi2双基因聚合系3个。稻瘟病田间抗性自然鉴定结果表明,单基因系抗级为3级,表现为中抗;双基因聚合系抗级为1级,表现为高抗;而对照圣稻15抗级为7级,表现为高感。说明通过分子标记辅助选择转育Pi1和Pi2基因能显著提高水稻稻瘟病抗性,同
期刊
摘要:从贵州六盘水烟区采集感病烟株,采用组织分离法进行病原菌分离纯化,并将培养条件进行优化,以南江3号烟草品种为试材,进行病原菌致病性测定。结果表明,该菌培养最适NaCl浓度4%,葡萄糖浓度10%,pH值5~7,培养温度25~30℃,最佳侵染温度20~25℃,相对湿度70%以上,该病害应属于中温高湿侵染病害。  关键词:烟草;病原菌;分离培养;致病性  中图分类号:S435.72 文献标识号:A
期刊
摘要:本试验以草炭与蛭石体积比为2∶1的基础基质为对照,设计了1.5、1、0.5、0倍体积的基础基质分别与0.5、1、1.5、2倍体积的木屑菇渣配比的4个处理(T1、T2、T3、T4),对其基本理化性状进行了分析,并研究了其对黄瓜幼苗生长发育和幼苗质量的影响。结果表明,各菇渣配方处理随菇渣含量的增加,容重、总孔隙度、持水孔隙度均呈递减趋势,而通气孔隙度则呈上升趋势;所有处理气水比在1∶2.02~1
期刊
摘要:本研究利用不同浓度(0.2%、0.4%、0.8%)秋水仙碱和2%二甲基亚砜(DMSO)混合溶液浸渍无毛黄瓜(2n=2x=14)萌动种子4 h,并通过形态学和染色体鉴定相结合的方法,成功获得了其同源四倍体新种质(2n=4x=28)。结果表明:0.4%秋水仙碱和2% DMSO的混合溶液诱变加倍率为14%,诱导效果最好。与原二倍体相比,同源四倍体生长发育缓慢,节间变短,茎变粗;叶柄、子房和果实缩短
期刊
摘要:以紫心甘薯品种泰中11号为材料,研究了不同种植密度下甘薯茎叶生长、块根产量形成以及干物质积累动态等的规律和特征。结果表明:合理种植密度可以优化甘薯地上部和地下部的协调生长,增加单株结薯数、单薯重及商品薯比率,块根膨大速率加快,干物质积累增加;就群体而言,在优化种植密度52 200株/hm2左右时,本试验选用的甘薯品种泰中11号个体生长与群体产量形成的关系能够更好地协调,群体产量最高。  关键
期刊
摘要:为探索开发新型高效、低毒、无公害植物源农药的新途径,使用不同浓度复方与单味中药提取物处理供试蚜虫,室温下观察其杀虫效果。结果表明,复方和单味中药提取物对蚜虫均具有明显的杀灭效果,且蚜虫死亡率随提取物浓度增高而提高;复方中药提取物各浓度杀虫效果均优于单味中药提取物,表明复方中药提取物杀灭蚜虫具有明显的协同增效功能;复方中药提取物48 h时杀虫效果优于24 h,而单味中药提取物48 h时杀虫效果
期刊
摘要:初步研究了网室及烟田条件下释放丽蚜小蜂防治烟粉虱的效果。结果表明,在网室中烟株上烟粉虱大量发生时,释放丽蚜小蜂能有效控制烟粉虱的数量增加,放蜂27天后,烟粉虱虫口减退率达到99.5%以上,防治效果明显;烤烟大田释放丽蚜小蜂8天后,防治烟粉虱有初步效果,放蜂20天后虫口减退率达到32.0%,防治效果较好。  关键词:烟草;丽蚜小蜂;烟粉虱;防治效果  中图分类号:S435.72 文献标识号:A
期刊