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采后苯并噻重氮处理对厚皮甜瓜细胞膜磷脂代谢的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-25
核心提示:呼吸跃变型‘玉金香’甜瓜采后贮藏期间的品质易因病原微生物侵染而劣变,苯并噻重氮(BTH)可通过激活系统获得性抗性通路诱导厚皮甜瓜产生抗性。活性氧自由基代谢、苯丙烷代谢和病程相关蛋白的积累是BTH诱导植物产生抗病性机制研究的热点。
   呼吸跃变型‘玉金香’甜瓜采后贮藏期间的品质易因病原微生物侵染而劣变,苯并噻重氮(BTH)可通过激活系统获得性抗性通路诱导厚皮甜瓜产生抗性。活性氧自由基代谢、苯丙烷代谢和病程相关蛋白的积累是BTH诱导植物产生抗病性机制研究的热点。
 
  磷脂是生物体细胞膜的主要组分,是细胞质与外界的屏障,也是细胞对外界刺激应答的物质基础,在植物生长发育过程中具有结构和信号传导的双功能。然而,诱抗剂诱抗对甜瓜磷脂代谢的影响机理目前鲜见报道。
 
  来自甘肃农业大学食品科学与工程学院的胡妍芸、李霁昕和王雨等人以‘玉金香’甜瓜为实验材料,采后BTH浸泡处理,以水处理组为条件对照,未处理组为对照,检测磷脂酶(PLA2)、磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)活力的变化及其基因表达特性,分析诱抗剂处理对磷脂代谢底物、产物以及磷脂酶活力的影响,探讨采后BTH处理和条件因子(水因子)对甜瓜果实细胞膜磷脂代谢的影响机理。以期为BTH处理诱导果实抗病性代谢机理研究及其对次生代谢产物的影响分析提供数据参考。
 
  1. BTH处理对厚皮甜瓜细胞膜稳定性的影响
 
  采后贮藏期间甜瓜果实细胞膜完整率整体呈下降趋势,CC组细胞膜完整率略低于CK组,BTH处理能明显延缓其下降,12 d时BTH处理组果实细胞膜完整率比CK组高8.82%(果皮)和17.13%(果肉)。甜瓜果实贮藏期间,MDA含量开始上升,CC和CK组第10天到达最高积累,随后下降,BTH处理组MDA含量则持续缓慢上升;第6天开始,CC组果皮样MDA含量高于CK组;第8天开始,CC组果肉样MDA含量高于CK组;而BTH处理组MDA含量始终低于CC和CK组(P<0.05)。由此可见,BTH诱抗处理可减少甜瓜样品采后贮藏期间MDA的积累,抑制细胞膜降解;而水因子在采后贮藏期间会导致甜瓜细胞膜完整率降低,在贮藏后期促进MDA的积累。
 
  2. BTH处理对厚皮甜瓜PC、PA、PI含量的影响
 
  贮藏期间,样品膜磷脂成分PC含量总体呈不断下降趋势。CC组果皮样PC含量低于CK组,贮藏结束时其含量为(13.66±1.23)μg/g,比CK组低20.97%。BTH处理组果皮样PC含量在贮藏第2天开始就比CK高,贮藏结束时(12 d)较采收当天PC含量下降29.61%,比CK组高5.24%。果肉样与果皮样的PC含量变化趋势一致,贮藏结束时,CK组果肉样PC含量较采收当天下降36.14%,而果皮样中12 d时PC含量较采收当天低33.12%。BTH处理组和CC组的PC含量下降率则比果皮样低5.48%、2.58%。
 
  样品膜磷脂组分PI含量贮藏期间总体呈下降趋势。CC组果皮样贮藏前6 d PI含量下降急剧,之后含量趋于平衡,贮藏结束时比CK组低8.34%。BTH处理组果皮样PI含量在整个贮藏期间无明显变化,且均比CK组高,贮藏结束时(12 d)比CK组高2.08%。果肉样与果皮样PI含量的变化趋势基本一致,贮藏结束时(12 d)CC组则比CK组低9.47%,而BTH处理组果肉样PI含量比CK组高2.90%。
 
  CK和CC组磷脂代谢产物PA含量贮藏期间呈上升趋势。贮藏前6 d,CC组果皮样PA含量迅速增加至(15.79±0.78)μg/g,比CK组高30.01%,贮藏后期PA含量增加速率减慢,第12天时比CK组高27.70%。BTH处理组果皮样PA含量无明显变化,贮藏结束时(12 d)比CK组低20.72%。果肉样与果皮样PA含量变化基本一致,贮藏期间果肉样PA含量的增加率比果皮低11.05%(CK组)、10.01%(CC组);贮藏结束时(12 d)CC组果肉样PA含量比CK组高31.54%;而BTH处理组果肉样在贮藏前6 d PA含量持续下降,至(7.22±0.10)μg/g(6 d),比CK组低9.98%,之后PA含量逐渐增加,第12天时比CK组低8.51%。总体来看,采后BTH处理可抑制膜磷脂成分PC、PI的降解及磷脂代谢产物PA的生成,而水因子则在一定程度上促进了PC、PI的降解和PA的积累。
 
  3. BTH处理对厚皮甜瓜脂肪酸含量的影响
 
  实验样品中检出的主要脂肪酸为不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和亚麻酸,果皮样脂肪酸含量明显高于果肉。随着贮藏时间的延长,CK组不饱和脂肪酸含量显着降低(P<0.05),而饱和脂肪酸(棕榈酸、硬脂酸)含量则显着增加(P<0.05)。BTH处理组各种脂肪酸含量均较CK组明显降低,贮藏结束(12 d)时,果皮样中BTH处理组的棕榈酸较CK组低40.16%,硬脂酸较CK组低31.05%,油酸较CK组低28.43%,亚油酸较CK组低38.47%,亚麻酸较CK组低13.81%;CC组样品各脂肪酸含量显着高于CK组(P<0.05),果肉样较CK组高出18.35%(棕榈酸,10 d)、18.58%(硬脂酸,6 d)、9.15%(油酸,2 d)、25.20%(亚油酸,6 d)、10.34%(亚麻酸,6 d)。
 
  贮藏结束时BTH处理组果皮样不饱和脂肪酸含量较采收当天下降49.99%,而饱和脂肪酸含量则较采收当天上升2.66%;BTH处理对果肉样中脂肪酸含量及比例的影响与果皮样基本一致。由此可见采后BTH处理可减少脂肪酸的生成和积累,水因子则增加脂肪酸含量,进而影响果实香气物质的生成。
 
  4. BTH处理对厚皮甜瓜磷脂酶活力及其基因表达的影响
 
  贮藏第2天,BTH处理组PLA2活力比CK组低,但高于CC组;第6天时,CC组和CK组PLA2活力达到高峰,BTH处理组PLA2活力均比CK组和CC组低;第8天时,BTH处理组PLA2活力达到峰值,之后高于CK组和CC组。果皮样CK组和CC组PLA2活力峰值分别为(128.96±6.90)和(129.58±2.12)μmol/(min·kg),差异不显着(P>0.05),而BTH处理组PLA2活力峰值比CK组低7.11%。CK组和CC组果肉组织PLA2活力峰值分别为(112.19±1.11)和(121.04±3.83)μmol/(min·kg),BTH处理组PLA2活力峰值分别比CK组和CC组低1.49%和8.69%。果肉样PLA2活力整体比果皮样低。对于果肉组织,CC组PLA2活力值在处理4 d后高于CK组,峰值比CK组高7.89%。贮藏前6 d果皮样PLA2基因的相对表达量均被BTH处理抑制,第6天时BTH处理组比CK组低35.42%,第8天开始上调。果肉样品中,BTH组PLA2基因的相对表达量高于CK组,第6天时,较CK组低41.82%。
 
  PLC活力第6天达到峰值,BTH处理组贮藏期间PLC活力始终低于CK组和CC组果实,第8天后CC组果实果皮样中的PLC活力高于CK组。CK组果皮样的PLC活力峰值为(102.12±3.40)μmol/(min·kg),BTH处理组峰值较CK组低10.24%;果肉组织BTH处理组峰值为(77.20±1.95)μmol/(min·kg),比CK组低7.95%。果皮样PLC活力整体较果肉样高,CK组和BTH处理组果皮样活力峰值较果肉组织高出21.77%和18.74%。BTH处理组PLC基因相对表达量比CK组低,第10天时,果皮样中BTH处理组较CK组高47.66%,果肉样中BTH处理组较CK组高48.50%;CC组的PLC基因相对表达量较CK组上调,峰值较CK组高出26.72%(果皮,10 d)、18.33%(果肉,10 d)。
 
  BTH处理组PLD活力比CK组低,而CC组活力则比CK组高。CK组和BTH处理组果皮样于第6天达到峰值,分别为(705.83±14.77)、(655.00±12.75)μmol /(min·kg),BTH处理组峰值较CK组低7 . 2 0%;CC组则在第8 天达到峰值,比CK组峰值高6.14%。果肉组织CK组峰值为(769.17±27.79)μmol/(min·kg),BTH处理组峰值比CK组峰值低9.43%,CC组峰值则比CK组峰值高14.30%。果肉样PLD活力整体较果皮组织高,CK组和BTH处理组果肉样PLD活力峰值分别比果皮样中CK组和BTH处理组的PLD活力峰值高8.97%、6.36%。
 
  CC组PLD基因相对表达量较CK组上调了46.91%(果皮,0 d)、21.02%(果肉,12 d);BTH处理组则较CK组下调了46.29%(果皮,4 d)、36.56%(果肉,6 d)。
 
  采后BTH处理延缓了PLA2活力高峰出现时间,抑制了PLC和PLD的活力,基因表达水平和酶活水平基本一致;水因子则局部促进了PLA2、PLC和PLD基因相对表达量,激发了PLA2、PLC和PLD的活力,但水因子的作用规律不明显。
 
  5. 采后BTH处理对磷脂代谢的影响和磷脂组分、酶活力及产物的相关性
 
  本实验BTH处理甜瓜果实后脂肪酸不饱和度有所上升,与BTH处理抑制磷脂组分降解、保持细胞膜完整性相一致。PLA2活力可能也是控制甜瓜果实香气物质代谢的环节之一,BTH不仅可通过影响LOX途径影响甜瓜果实香气物质代谢,其通过磷脂代谢的影响同样不容忽视。
 
  —— ——结 论—— ——
 
  ●BTH处理可抑制厚皮甜瓜采后贮藏期间磷脂酶基因的表达和活力,果皮样磷脂酶活力峰值分别较CK组低7.11%(PLA2)、10.24%(PLC)和7.20%(PLD);BTH处理组膜磷脂组分PC、PI的积累量较CK组增加,贮藏结束时果皮样峰值比CK组高5.24%(PC)和2.08%(PI),BTH处理组磷脂代谢产物PA的含量较CK组、CC组降低,贮藏结束时,BTH处理组比CK组低20.72%(果皮)和8.51%(果肉);BTH对不饱和脂肪酸的抑制率低于饱和脂肪酸。可见,采后BTH处理可通过抑制PLC、PLD基因相对表达降低其活力,进而减少产物脂肪酸生成,改变脂肪酸不饱和度,然后影响细胞膜代谢过程中的信号传导和次生代谢产物生成,降低甜瓜果实的采后病害。
 
 
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