全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月2 8
砀山酥梨黑皮病发病程度与相关生理指标的关系
牛瑞雪, 惠伟*, 李彩香, 屠荫华, 金宏, 宋要强, 李琦
陕西师范大学生命科学学院, 西安 710062
提要: 研究不同黑皮病发病程度的砀山酥梨果实与各个指标之间关系的结果表明, α- 法尼烯含量与发病程度呈明显的正相
关, 共轭三烯含量在发病的果实中有一个阈值; 总酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性与发病程度也呈正相关; 随着果实发病程
度的加重, 其过氧化物酶(POD)、过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性也在逐渐递增, 二苯基苦基肼(DPPH)自
由基清除率在逐渐增大, 表明其抗氧化活性在逐渐增强, 同时丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性也逐渐增大。
关键词: 砀山酥梨; 黑皮病; 发病程度; 生理指标
Relationship between Pathological Grade of Superficial Scald in ‘Dangshan
Pear’ (Pyrus bretschneideri Rehd.) and Physiological Indexes
NIU Rui-Xue, HUI Wei*, LI Cai-Xiang, TU Yin-Hua, JIN Hong, SONG Yao-Qiang, LI Qi
College of Life Sciences, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China
Abstract: With ‘Dangshan pear’ as material, the relationship between pathological grade of superficial scald and
physiological indexes were studied. The results indicated that there was obvious positive correlation between α-
farnesene content and pathological grade, and there was threshold of conjugated triene in the occurrence of
superficial scald. The content of total phenols and polyphenoloxidase (PPO) activity had significant positive
correlation with the pathological grade. In addition, the activities of peroxidase (POD), superoxide dismutase
(SOD) and catalase (CAT) increased, while the scavenging ability of DPPH was gradually strengthened. At the
same time, the cell membrane permeability and MDA contents increased also.
Key words: ‘Dangshan pear’ (Pyrus bretschneideri); superficial scald; pathological grade; physiological
indexes
收稿 2008-07-30 修定 2008-11-03
* 通讯作者(E-ma i l : hu iwei@snnu .edu .cn; T el : 0 2 9 -
85310266)
黑皮病是梨果实在贮藏中后期发生的一种严
重的生理性病害, 果皮表面产生不规则的黑褐色斑
点, 重者连成大片, 甚至蔓延到整个果面, 并不深入
果肉, 但严重影响梨的商品质量, 造成严重的经济
损失。砀山酥梨属于白梨系统, 是我国栽培面积最
大的梨品种之一; 其以果大核小、黄亮型美、皮
薄多汁、酥脆甘甜而驰名中外, 深受消费者的喜
爱, 也是我国出口创汇的主要梨品种之一; 但是, 由
于采前和采后诸因素的影响, 致使其在贮藏后期极
易发生黑皮病, 还未见有效的控制方法。
梨黑皮病的发病机制至今不明, 已有的研究认
为, 梨黑皮病的发病机理与苹果虎皮病类似 (胡小
松等 1992), 其机制的研究主要集中在西洋梨品种
上, 而对白梨系统等脆肉梨品种研究较少, 在西洋
梨中, 发现黑皮病发生与 α-法尼烯和共轭三烯的
形成、酚类氧化及抗氧化活性有关。Spot ts 等
(2007)在 ‘Anjou’ 梨及 Isidoro和Almeida (2006)在
‘Rocha’ 梨 中的研究认为, 果实中 α- 法尼烯的含
量在果实贮藏期间不断增加, 贮藏 75~100 d时含
量达到最大值, 其后开始下降; 而共轭三烯与其不
同, 在整个贮藏期间都呈不断增长趋势, 因此他们
认为共轭三烯是导致黑皮病发生最直接的因素。
在脆肉梨中, 大部分研究是对外观品质的观察,
对内部相关指标的研究并不多见, 主要是针对苹果
研究基础的推测; 有人研究 BX-1型包果纸对梨黑
皮病的影响时, 发现梨黑皮病与α-法尼烯含量之间
的关系密切(徐荣江等1993), 在明水梨中的研究也
表明黑皮病发生与α-法尼烯和共轭三烯的形成有
关(李志强等 2008)。本文以砀山酥梨为试材, 研究
黑皮病发生与其相关生理指标的关系。
材料与方法
砀山酥梨(Pyrus bretschneideri Rehd.)果实采
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自陕西省渭南市蒲城县马湖镇, 贮于冷库中210 d
后取出, 室温(25~30 ℃)下放置 15 d, 待其发病后
进行分级, 共分为 4个级别, 每个级别各取 10个
果实作为样品。分级标准根据果实黑皮面积占整
个果实总面积的百分比(黑皮率)将果实分为4级: 0
级果实无黑皮现象发生; 1级果实黑皮率≤ 25%; 2
级果实黑皮率为 25%~50%; 3级果实黑皮率>50%。
α - 法尼烯与共轭三烯含量测定参照 A n e t
(1972)文中方法并稍作改进, 即每组取5个果实, 削
取果实对称面果颊处果皮, 刮净果皮内侧果肉, 用
直径为 10 mm的打孔器打取小圆片, 每个果实取 4
片, 共 20片, 放入 25 mL的试管中, 然后加入 10
mL经过处理的正己烷, 振荡提取α-法尼烯和共轭
三烯 2 h。然后用滤纸过滤提取液, 最后定容至 10
mL, 迅速在 232 nm波长下比色。另取提取液 3
mL, 于波长 281 nm及 290 nm处比色, 测定共轭三
烯含量, 以 nmol·cm-2 表示。
总酚含量、多酚氧化酶(polyphenoloxidase,
PPO)、过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物
歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶
(catalase, CAT)的活性、果皮相对电导率(%)、丙
二醛(malondialdehyde, MDA)含量、二苯基苦基肼
(diphenyl picryl hydrazyl, DPPH)自由基清除率的
测定分别参照高俊凤(2 00 0)和张志良和瞿伟菁
(2003)书中的方法。
结果与讨论
1 砀山酥梨发病级数与果皮中α-法尼烯和共轭三
烯含量的关系
由图 1可见, 随着病情加重, 果皮中α-法尼烯
和共轭三烯的含量均呈不断增长趋势。其中α-法
尼烯含量在较高水平上积累, 且差异极显著; 而共
轭三烯含量在较低水平下增长, 表现为病果和健果
之间有极显著差异, 而在不同程度的病果之间却没
有显著差异。由此推测在砀山酥梨贮藏过程中,
α-法尼烯关系比较复杂, 可能存在 “源流 ”联系。
这些与前人在苹果(苑克俊等 2 0 0 2 )、西洋梨
(Isidoro和Almeida 2006)和鸭梨中(胡小松等 1992)
的结果都不尽相同。这些研究认为, 从 α-法尼烯
开始大量积累到内源抗氧化物质部分消失之间有一
个临界期, 在此之前α-法尼烯的氧化受到内源抗氧
化物质的抑制, 以后随着内源抗氧化物质的减少和
部分消失, α-法尼烯大量氧化, 共轭三烯等氧化产
物迅速积累,以致果皮细胞受生理伤害而发生褐
变。我们认为: 在果实发病过程中共轭三烯含量可
能有一个阈值, 当共轭三烯含量达到这个阈值时, 果
实黑皮现象就出现。所以黑皮现象逐渐加重可能
与有害物质不断积累有关系。
2 砀山酥梨发病级数与果皮中总酚含量和PPO活
性的关系
由图2可以看出, 随着果实发病程度的加深, 果
图 1 砀山酥梨黑皮病级数与果皮中 α-法尼烯和共轭三烯含量的关系
Fig.1 Relationship between pathological grade of superficial scald and contents of α-farnesene and
conjugated triene in the peel of ‘Dangshan pear’
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皮中总酚含量呈逐渐增多的趋势, 且各个级别之间
的差异均显著(P<0.05)。果皮中 PPO活性也呈逐
渐递增趋势, 且差异显著(P<0.05)。徐芹等(2008)
的研究认为, 引起砀山酥梨褐变的主要原因是PPO
引起的酶促褐变, 酚类物质氧化成羟基醌, 进而聚
合生成黑色素物质而引起果皮褐变。本文中结果
(图2)表明在0~3级发病程度的果实中, 其总酚含量
和PPO活性均呈不断增长的趋势, 即梨果实发病程
度越重, 酚类物质含量越高, PPO活性也越大, 因
此被氧化成的醌类物质越多, 表现在外观上是其黑
皮所占的面积越大, 颜色越深。
3 砀山酥梨发病级数与果皮中 POD和 SOD活性
的关系
由图3可以看出, 随着果实发病程度的加重, 其
POD、SOD 活性都逐渐增大。其中 0、1、2级
果的 POD活性虽逐渐增大, 但不显著(P>0.05), 而
3级果的POD活性最大, 差异极显著(P<0.01); 0级
果的 SOD活性最低, 差异极显著(P<0.01), 3级果
的 SOD活性最高且与 1、2级果相比差异显著(P<
0.05)。由此可知, 在梨果实黑皮病发病的过程中
POD活性不断增加; SOD与POD表性不尽相同, 其
中0级果中其活性最低且与其他差异极显著, 说明
图 3 砀山酥梨黑皮病级数与果皮中 POD和 SOD活性的关系
Fig.3 Relationship between pathological grade of superficial scald and activities of POD and SOD in the peel of ‘Dangshan pear’
图 2 砀山酥梨黑皮病级数与果皮中总酚含量和 PPO活性的关系
Fig.2 Relationship between pathological grade of superficial scald and total phenols content and
PPO activity in the peel of ‘Dangshan pear’
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在未发病时的梨果实中SOD活性并不高, 而一旦进
入发病期, 其SOD活性即迅速上升, 起到抗病保护
的作用。
4 砀山酥梨发病级数与果皮中CAT活性和DPPH
清除率的关系
由图 4可以看出, 随着果实发病程度的加重,
CAT活性逐渐增大, 其中除了 1、2级之间没有显著
差异外, 其他各级之间的差异均显著(P<0.05), 说明
梨果实发病初期CAT活性维持在低水平上, 直到病
情严重时才达到较高水平, 且各个级别之间的差异达
到极显著水平(P<0.01)。随着发病程度增加, DPPH
的清除率也增大，各级别的差异达到极显著水平。
5 砀山酥梨发病级数与果皮中细胞膜透性和MDA
含量的关系
由图5可以看出, 随着果实发病程度的加重, 果
皮的细胞膜透性不断增大, 其中 0级与 1级, 1级与
2级之间差异均不显著; 但是 0级与 2、3级之间
差异均极显著(P<0.01); 果皮中MDA含量也呈逐渐
递增趋势, 经分析 0级果中的含量与其他相比差异
极显著(P<0.01)。
图 4 砀山酥梨黑皮病级数与果皮中CAT活性和DPPH清除率的关系
Fig.4 Relationship between pathological grade of superficial scald and CAT activity and
the scavenging capacity to DPPH in the peel of ‘Dangshan pear’
图 5 砀山酥梨发病级数与果皮中细胞膜透性和MDA含量的关系
Fig.5 Relationship between pathological grade of superficial scald and cell membrane permeability
and MDA content in the peel of ‘Dangshan pear’
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