全 文 ：植物生理学通讯 第 46卷 第 3期, 2010年 3月 205
收稿 2009-11-23 修定 　2010-02-02
资助 国家青年科学基金项目(30 90 0 97 6)。
* 通讯作者(E-mail: dxylph@163.com; Tel: 0532-86080193)。
硬肉桃果实成熟前后几种矿质元素的含量变化及其与果实硬度的关系
唐冰心, 段艳欣, 董晓颖, 李志军, 李培环 *
青岛农业大学园林园艺学院, 山东青岛 266109
提要: 比较桃品种 ‘川中岛白桃 ’和 ‘双久红 ’成熟前后20 d内果肉硬度与几种矿质元素之间关系的结果表明: 两品种桃在
成熟前后 20 d内, P、Mg、Zn、Cu的含量均持续下降, N、Fe、Mn的含量则均呈上升趋势。相关分析表明, 果实硬度与
P、Mg、Zn、Cu的含量呈极显著正相关, 与N和Fe含量呈极显著负相关; 而Mn含量与 ‘川中岛白桃 ’果实硬度呈极显著
负相关, 与 ‘双久红 ’果实硬度呈显著负相关。
关键词: 硬肉桃; 果实硬度; 矿质元素含量
Changes of Several Mineral Element Contents and Their Relation to Firmness
in Crisp Peach (Prunus persica L.) Fruits before and after Ripening
TANG Bing-Xin, DUAN Yan-Xin, DONG Xiao-Ying, LI Zhi-Jun, LI Pei-Huan*
College of Landscape and Horticulture, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109, China
Abstract: Fruits of crisp peach (Prunus persica) ‘Kawanakajima Hakuto’ and ‘Shuangjiuhong’ were used to
investigate the changes in fruit firmness and several mineral element contents during 20 d before and after
ripening. The results showed that P, Mg, Zn and Cu contents continuously decreased while N, Fe and Mn
contents increased. Correlation analysis showed that there was markedly positive correlation among the fruit
firmness, P, Mg, Zn and Cu contents, and markedly negative correlation among the fruit firmness, N and Fe
contents. The content of Mn had significantly negative correlation with fruit firmness of peach ‘Kawanakajima
Hakuto’ at level of 0.01, while it had significantly negative correlation with fruit firmness of peach ‘Shuangjiuhong’
at level of 0.05.
Key words: crisp peach; fruit firmness; mineral element contents
研究报告 Original Papers
我国生产中栽培的桃品种大多数存在成熟后
果实变软快、货架期短、贮运性差、效益不高
等问题, 严重影响了桃果实的市场供应期和桃树栽
培的总体效益。因此, 选育成熟后硬肉、变软慢、
耐贮运、优质的桃新品种是桃树育种的重要目
标。前人的研究表明, 乙烯是一种重要的成熟软化
激素, 在桃果实的成熟软化过程中起作用。而一些
元素如硫是乙烯合成前体内的组成成分; 一些元素
如铁、钴等作为乙烯合成途径中酶的辅基或抑制
剂影响酶的活性从而调节乙烯合成; 而另一些元素
如铜、锌等则是通过脂质氧化形成乙烯的途径影
响乙烯的生成(张静和马国瑞 1996)。但这些研究
多是在果实采后贮藏期间进行的, 而对硬肉桃果实
成熟前后在常温条件下矿质元素的变化及其与果实
硬度关系的研究甚少。‘双久红 ’是一个综合性状
优良的硬肉桃新品种, 具有成熟后长期(30 d)挂树、
果实硬度大、变软慢和耐贮运的特点(董晓颖等
2006)。本文以其果实为试材, 以常规品种 ‘川中
岛白桃 ’为对照, 分别对两品种果实成熟前后 20 d
内的果肉硬度、N、P、Mg、Fe、Zn、Cu等几
种矿质元素的含量变化进行了测定, 比较两品种桃
果实成熟前后几种矿质元素的含量变化与果实的关
系, 旨在探讨硬肉桃新品种 ‘双久红 ’果实成熟后
矿质元素的变化规律, 为硬肉桃新品种的选育提供
植物生理学通讯 第 46卷 第 3期, 2010年 3月206
图 1 两品种桃果实的硬度变化
Fig.1 Changes of fruit firmness in two peach cultivars
横坐标的负数表示果实成熟前, 正数表示果实成熟后。图
2 ~ 4 同此。
硬度始终高于‘川中岛白桃’果实的硬度, 两者硬度
差异极显著(P<0.01)。
2 两品种桃果实成熟前后 N 和 P 含量的变化及其
与果实硬度的关系
图2表明: (1)两品种桃果实的N含量随成熟均
呈现持续上升的趋势。成熟前, 两品种桃果实的N
含量上升幅度较为平缓, 两者差异不显著(P>0.05);
成熟后, ‘川中岛白桃’果实的N含量上升幅度较大,
而 ‘ 双久红 ’ 变化仍然平缓, 两者差异显著(P<
0.05)。(2)两品种桃果实成熟前后的 P的含量均呈
下降趋势, 而且 ‘双久红’果实中P的含量始终高于
‘川中岛白桃 ’的。‘川中岛白桃 ’果实中 P的含量
下降平缓, 而 ‘双久红 ’果实中 P的含量成熟后迅
速下降, 下降幅度是 ‘川中岛白桃 ’的 1.4倍。相
关性分析得知, ‘川中岛白桃 ’的果肉硬度与N 的
含量呈极显著负相关(r=–0.97), 与 P的含量呈极显
著相关(r=0.96)。‘双久红 ’的果肉硬度与N的含
量呈极显著负相关, 与 P含量呈极显著相关(r分别
为 –0.96和 0.94)。
3 两品种桃果实成熟前后 Fe 和Mn含量的变化及
其与果实硬度的关系
由图3可以看出: (1)两品种桃果实成熟前后Fe
的含量均呈上升趋势, 成熟前, 两品种桃果实的 Fe
含量差异不显著(P>0.05), 成熟后 5 d, ‘川中岛白
参考。
材料与方法
试验于2008年7月~2009年10在本校园林园
艺学院进行。两品种桃(Prunus persica L.)果实均
采自山东省临朐县龙岗镇双埠村桃试验园。随机
区组设计, 每一品种桃选10株生长势基本一致的树
进行取样。从成熟(成熟期以两品种各自果实的发
育天数计算: ‘川中岛白桃 ’ 120 d, ‘双久红 ’ 130 d)
前 20 d开始, 每隔 5 d取样一次, 直到成熟后 20 d
结束。每次随机取结果部位相同、成熟期一致的
果实, 洗净, 去除果皮和果核后将果肉切片, 放入烘
箱中, 先用105 ℃处理30 min, 再改用80 ℃处理24
h至恒重, 然后放入干燥器中待用。
测定果实硬度时, 每次每品种现场选取果实5
个, 削去果实胴部的皮, 用HHP-2001型果实硬度
计测定, 重复 3次, 果实硬度为 15个硬度值的平均
值。测定N和 P含量时, 准确称取过 0.149 mm孔
径筛的果实干样 0.5×10-3 kg置于 50 mL消煮管中,
以少量水润湿后, 加混酸(浓H2SO4:HClO4=10:1) 15
mL, 在管口放上弯颈小漏斗, 在远红外消煮炉中加
热, 加热至冒白烟, 液体变为无色透明为止, 然后转
到 100 mL容量瓶中定容。N的测定采用靛酚蓝比
色法; P 的测定采用钼锑抗比色法。测定 M g、
Fe、Zn、Cu、Mn等矿质元素时, 参照庄伊美
(1994)的方法, 称取烘干的果实干样 1.0×10-3 kg左
右, 放入马福炉, 在 550 ℃下灰化 4 h, 待冷却后加
入1 mL酸液(HNO3:HClO4=5:1)硝化, 再用去离子水
定容至 25 mL, 用原子吸收法测定。
实验结果
1 果实成熟前后果肉硬度的变化
由图 1可见, ‘双久红 ’和 ‘川中岛白桃 ’果
实成熟前的硬度均快速下降, 分别从成熟前20 d
的 15.63800和 14.91259 kg·cm-2降至成熟时的
8.814286和 7.929388 kg·cm-2, 此期间二者的硬度
变化差异不显著(P>0.05)。从成熟至成熟后 20 d,
‘双久红’果实的硬度下降较慢, 一直保持较高的水
平, 而 ‘川中岛白桃 ’果实的硬度迅速下降, 至成熟
20 d时降为 1.05 kg·cm-2, 此期间 ‘双久红 ’果实的
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图 2 两品种桃果实N和 P含量的变化
Fig.2 Changes of N and P contents in two peach cultivars
图 3 两品种桃果实 Fe和Mn含量的变化
Fig.3 Changes of Fe and Mn contents in two peach cultivars
桃 ’果实中 Fe的含量突然大幅度升高, 此后其果
实中 Fe的含量都显著(P<0.05)高于 ‘双久红 ’的,
‘双久红’在成熟前后的上升幅度仅为‘川中岛白桃’
果实的 0.65。(2)两品种桃果实成熟前后Mn含量
的变化均呈上升的趋势, 但 ‘川中岛白桃 ’果实中
的Mn含量始终高于 ‘双久红 ’的。‘川中岛白桃 ’
果实中的Mn含量由成熟前20 d的3.3910 µg·g-1 (DW)
上升到成熟后20 d的9.0426 µg·g-1 (DW), 而 ‘双久红 ’
果实中的Mn含量仅由成熟前 20 d的 3.3910 µg·g-1
(DW)上升到成熟后 20 d的 6.0284 µg·g-1 (DW)。‘川
中岛白桃 ’果实中的Mn含量升幅是 ‘双久红 ’的
2.14倍。‘川中岛白桃 ’的果肉硬度与Fe (r=–0.97)
和Mn (r=–0.91)的含量均呈极显著负相关, ‘双久
红 ’的果肉硬度与 Fe的含量呈极显著负相关(r=
–0.81), 与Mn含量呈显著负相关(r=–0.79)。
4 两品种桃果实成熟前后Mg、Zn、Cu 含量的变
化及其与果实硬度的关系
图 4 表明: 两品种桃果实成熟前后的Mg、
Zn、Cu的含量均呈现下降的趋势, 这与果实的硬
度变化趋势是一致的。‘ 双久红 ’ 果实的中Mg、
Zn、Cu的含量均下降较平缓, ‘川中岛白桃 ’的下
降幅度则较大, 其中Mg含量的下降幅度是 ‘双久红 ’
的 1.2倍, Cu和 Zn含量的下降幅度是均为 ‘双久红 ’
的 1.3倍。成熟前 ‘川中岛白桃 ’果实中的Zn含量
显著(P<0.05)高于 ‘双久红 ’的; 而在成熟后, 两品
种桃果实中Zn的含量差别不大, 且两者差异不显著
(P>0.05)。这与 ‘双久红 ’果实成熟后变软慢而 ‘川
中岛白桃 ’变软快的结果相吻合。相关分析表明,
两品种桃的果实硬度与Mg、Zn、Cu的含量均为
极显著相关。‘川中岛白桃 ’的果肉硬度与Mg、Zn、
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Cu的含量相关系数分别为 r=0.95、r=0.92和 r=
0.87; 而 ‘双久红 ’的果肉硬度与Mg、Zn、Cu的
含量相关系数分别为 r=0.94、r=0.89和 r=0.87。
辉等2008)。成熟前两品种桃果实硬度差异不显著
(P>0.05), 成熟后 ‘双久红 ’硬度下降幅度明显低于
‘川中岛白桃 ’的, 两者硬度差异极显著(P<0.01)。
N、P 和植株体内乙烯的形成有密切关系。
Drew等(1989)报道, N和P缺乏会明显降低植物体
内乙烯、ACC的含量和ACC合成酶与乙烯合成酶
(EFE)的活性, 致使乙烯的合成速率明显减缓。本
结果表明, 两品种桃N的含量与果实硬度呈极显著
负相关, P的含量则与果实硬度呈极显著相关。成
熟后, 随着 ‘川中岛白桃 ’果实中N含量的大幅升
高, 果实硬度快速下降, 致使果实快速软化; 而 ‘双
久红 ’的P含量一直显著高于 ‘川中岛白桃 ’的, 且
下降幅度较大, 可能致使 ‘双久红 ’的 P含量缺乏,
降低了乙烯等的含量, 致使果实硬度下降缓慢。
Bouzayen等(1991)报道, 在ACC向乙烯的转化
过程中, Fe2+明显促进乙烯合成酶的活性。随着研
究的深人, 现已证实乙烯合成酶的活性是依赖于
Fe2+、抗坏血酸和 CO2。Fe2+作为酶的辅基而存
在, 因而铁可以促进乙烯的合成。Mn2+可能有利
于脂氧合酶等结合在膜上, 致使O2－· 生成量增加。
Mn可能使植物体内过氧化物酶(POD)体系氧化,
POD活性的增加还可以导致生长素的氧化分解, 形
成ACC和乙烯(张静和马国瑞1996)。本实验中, 两
品种桃果实成熟前后的 Fe、Mn的含量均呈上升
趋势, 随着 Fe、Mn含量的增长, 乙烯合成酶和
POD的活性可能增加, 促使果实硬度下降从而加速
果实软化。在整个成熟过程中, ‘双久红 ’果实中
的 Fe、Mn含量均低于 ‘川中岛白桃 ’的, 所以果
实成熟后一直保持较高的硬度。
有研究表明, 缺Mg也可能引起逆境乙烯的产
生(张福锁 1993)。Cu是通过影响细胞膜的完整
性, 诱导生物自由基的产生而促使细胞膜过氧化并
促进ACC转化为乙烯的(Sandmann和 Boger 1980;
Pennazio和 Roggero 1991)。Cakmak和Marschner
(1988)的研究表明, Zn能够稳定膜蛋白的结构和功
能, 降低NADPH氧化酶和POD的活性而提高超氧
化物岐化酶的活性, 最终减少O2－· 的数量, 从而间
接地影响乙烯的含量。本文结果表明, 随着果实的
成熟, 两品种桃果实中Mg、Zn、Cu的含量均呈
图 4 两品种桃果实Mg、Zn和 Cu含量的变化
Fig.4 Changes of Mg, Zn and Cu contents
in two peach cultivars
讨　　论
桃为典型的呼吸跃变型果实。果实硬度是反
映果实软化的重要外在指标, 呼吸跃变型果实成熟
期间最显著的变化特征就是果实硬度的变化(刘炳
植物生理学通讯 第 46卷 第 3期, 2010年 3月 209
下降趋势。Mg、Zn、Cu 含量的下降可能促使
细胞膜过氧化, 促进细胞膜透性的增加, 并可能引
起自由基(特别是O2－· 和H2O2)的大量产生和累积, 引
发乙烯的产生。而 ‘川中岛白桃 ’果实中的Mg、
Zn、Cu的含量下降幅度都大于 ‘双久红 ’的, 因此
‘川中岛白桃’细胞膜透性和乙烯的含量将高于‘双
久红 ’的, 从而致使 ‘川中岛白桃 ’果实成熟后软化
快, 硬度快速下降, 而 ‘双久红 ’的硬度下降慢。
参考文献
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