全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第6期，2006年12月 1077
CaCl2对铁棍山药块茎采后几种与膜脂过氧化相关的生理指标的影响
赵喜亭1 王会珍1 周娜1 张晓丽1 孙颖1 刘萍1 李明军1,2,*
1 河南师范大学生命科学学院，河南新乡 453007；2 华中农业大学园艺植物生物学教育部重点实验室，武汉 430070
提要 铁棍山药块茎采后经 0.1%~1.0% (W/V)的 CaCl2 溶液处理后，其含水量增加，相对电导率减小，丙二醛(MDA)含量
降低，超氧化物歧化酶(SOD)活性升高，超氧阴离子(O2－· )产生速率下降；而浓度为 2.0% 的 CaCl2 溶液则促进铁棍山药块
茎贮藏后期 SOD 活性下降，对含水量增加和相对电导率、MDA 含量以及 O2－·产生速率下降的效果不稳定。
关键词 铁棍山药；块茎；CaCl2；膜脂过氧化
Effects of CaCl2 on Several Physiological Indexes Related with Membrane
Lipid Peroxidation of Postharvest Yam (Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun)
Tuber
ZHAO Xi-Ting1, WANG Hui-Zhen1, ZHOU Na1, ZHANG Xiao-Li1, SUN Ying1, LIU Ping1, LI Ming-Jun1,2,*
1College of Life Science, Henan Normal University, Xinxiang, Henan 453007, China; 2Key Laboratory of Horticultural Plant
Biology of Ministry of Education, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
Abstract This work was aimed to probe into the effect of CaCl2 on membrane lipid peroxidation of postharvest
yam (Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun) tuber. Several physiological indexes related with membrane lipid
peroxidation, water content, relative conductivity, malondialdehyde (MDA) content, SOD activity and rate of
O2·¯ production were detected during storage. The results showed, during storage, the water content and the
SOD activity increased, the relative conductivity, the MDA content and the O2¯· production rate decreased after
the tubes were treated with 0.1%–1.0% CaCl2, while these effects were not steady when the 2.0% CaCl2
solution was used.
Key words Yam (Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun); tuber; CaCl2; membrane lipid peroxidation
收稿 2006-08-16 修定 　2006-11-08
资助 河南省重点科技攻关项目(0623030700)、河南师范大
学博士启动基金(051007)和大学生科研活动基金项目
(0510418)。
*通讯作者(E-mail: limingjun2002@263.net, Tel: 0373-
3328189)。
目前，怀山药块茎采后贮藏保鲜的研究较
少。铁棍山药(Dioscorea opposita Thunb. cv.
Tiegun)是怀山药中的一个优良品种，其采后贮藏
一般是收获后直接堆放在室内。如此贮藏会引起
失水胁迫和营养成分丢失，以致营养和药用价值
降低，过早失去商品价值，植物失水胁迫引起的
直接伤害是细胞膜脂过氧化，所以研究采后铁棍
山药的细胞膜脂过氧化，对采后保鲜有一定的理
论和实践意义。此外，钙在采后果蔬贮藏中作用
的报道已有很多，如钙可以维持枣果(吴彩娥等
2001；赵鑫等2003)、金针菇(李金雨等2000)等
果蔬的营养成分，抑制膜脂过氧化的加剧，阻止
其品质大幅度下降。从 2005 年开始，我们就钙
对铁棍山药采后的影响展开了研究，本文报道
CaCl2对铁棍山药块茎采后几种与细胞膜脂过氧化
有关的生理指标的影响。
材料与方法
铁棍山药(Dioscorea opposita Thunb. cv. Tiegun)
来自河南省温县农科所。大田采收后立即运回实
验室，挑选大小一致、无创伤、无病、无虫斑
的块茎分别放在：(1)蒸馏水(对照)，(2) 0.1% CaCl2
溶液，(3) 1.0% CaCl2溶液，(4) 2.0% CaCl2溶液中
浸渍5 min，于自然条件晾干后放在试验架上，转
放到12~15℃下避光贮藏，每隔15 d取样(取去掉
皮层的块茎中间 2 cm 厚的部位)，测定各项生理
指标。
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含水量测定用烘干法(陈艳乐等1990); 相对电
导率参照朱诚等( 1 9 9 8 ) 文中的方法；丙二醛
(malondialdehyde，MDA)含量测定用硫代巴比妥
酸(thiobarbituric acid，TBA)法(张宪政等1994); 超
氧阴离子(O2－· )产生速率测定用羟氨氧化法(王爱国
和罗广华 1990)，以 mg·g-1 (DW)·min-1 表示；超
氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性的
测定采用改良的连苯三酚自氧化法( 邓碧玉等
1991)，以 U·g-1 (DW)表示酶活性。样品为单根
块茎，重复 3 次。
结果与讨论
1 CaCl2对铁棍山药块茎采后贮藏期间含水量的影
响
从表1 中可以看出，在采后贮藏过程中，铁
棍山药块茎含水量的变化总体上呈下降趋势。
CaCl2处理的在30 d之前呈现上升趋势，这可能是
CaCl2吸收块茎表面空气中水分所致，30 d后变化
趋势和未经CaCl2处理的相似，但不同处理间存在
差异，其中0.1% CaCl2处理的与未经CaCl2处理的
相比，整个贮藏期间含水量在P=0.05水平上显著
高于未经CaCl2处理的，150 d时，其块茎含水量
比未经CaCl2处理的提高3.6个百分点。另外，从
块茎形态上来看，75 d后块茎硬度明显下降，块
茎皮皱缩，呈现明显的缩水现象；0.1% CaCl2 和
1.0% CaCl2 处理的块茎失水现象有显著的改善。
2 CaCl2对铁棍山药块茎采后贮藏期间相对电导率
的影响
在采后贮藏期间，铁棍山药块茎的相对电导
率前期呈波动变化，90 d时开始快速上升；CaCl2
处理的其变化趋势没有改变，但波动期延长到
105 d，比未经CaCl2处理的推迟15 d，并且电导
率有不同程度的下降，其中1.0% CaCl2 处理的下
降效果最明显，与未经 CaCl2 处理的相比，除贮
藏45 d的以外，整个贮藏期间均达到显著水平(P=
0.05)(表2)。
表1 CaCl2对铁棍山药块茎贮藏期间含水量的影响
Table 1 Effect of CaCl2 on water content of D. opposita
cv. Tiegun tuber during storage
块茎中含水量/%
贮藏时间/d
对照 0.1% CaCl2 1.0% CaCl2 2.0% CaCl2
0 68.4a 68.4a 68.4a 68.4a
15 68.5b 70.0a 72.2a 69.2b
30 66.7c 71.4a 72.3a 69.3b
45 66.8b 69.9a 70.7a 68.8a
60 66.1c 69.6ab 70.3a 68.2b
75 65.2c 68.6a 69.9a 66.8bc
90 66.0b 67.5a 67.6a 67.4a
105 65.6b 66.9ab 67.8a 64.5b
120 64.7bc 66.1ab 66.9a 64.2c
135 64.1b 66.9a 66.5a 63.3b
150 63.9b 65.1ab 66.5a 63.2c
同一行中不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在0.05
水平上差异显著，相同字母表示差异不显著，n = 3 。
表2 CaCl2对铁棍山药块茎贮藏期间相对电导率的影响
Table 2 Effect of CaCl2 on relative conductivity of
D. opposita cv. Tiegun tuber during storage
相对电导率/%
贮藏时间/d
对照 0.1% CaCl2 1.0% CaCl2 2.0% CaCl2
0 25.7a 25.7a 25.7a 25.7a
15 24.0a 18.8b 14.0c 19.7ab
30 27.2a 16.8b 15.6b 19.0b
45 21.0b 26.1a 19.8b 22.2ab
60 24.8a 22.6ab 19.5b 23.9a
75 28.2a 23.7ab 17.8c 21.2bc
90 27.8a 27.6a 25.0b 26.4ab
105 34.9a 23.6b 22.6b 24.6b
120 40.1a 33.1b 26.5c 33.1b
135 47.5a 33.4bc 29.2c 35.0b
150 46.0a 43.3ab 31.8c 40.3c
同一行中不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在0.05
水平上差异显著，相同字母表示差异不显著，n = 3 。
3 CaCl2 对铁棍山药块茎采后贮藏期间MDA 含量
的影响
MDA 是膜脂过氧化作用的最终产物之一，也
是膜脂过氧化程度的标志之一(王爱国等1986；陈
少裕 1 9 9 1 )。在采后贮藏期间，铁棍山药块茎
MDA 含量前期波动升高，45 d 之后保持稳定，直
到105 d时开始快速上升；经CaCl2处理的其变化
趋势没有改变，但 M D A 含量却有不同程度的下
降，其中以1.0% CaCl2 处理的下降最明显，与未
经CaCl2处理的相比，整个贮藏期间均达显著水平
(P=0.05) (表3)。说明CaCl2在一定程度上可抑制
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采后贮藏期间块茎中 MDA 含量的增加，与膜透性
的变化趋势一致，这与枣果(赵鑫等2003)采后贮
藏期间的变化相似。说明膜透性大小与膜脂过氧
化作用的强弱密切相关。
4 CaCl2 对铁棍山药块茎采后贮藏期间SOD 活性
的影响
采后贮藏期间，铁棍山药块茎SOD 活性出现
2个峰值：30 d 时出现第 1 个峰值，之后变化相
对平稳；75 d时出现第2个峰值，之后快速下降。
CaCl2 没有改变块茎SOD 活性的变化趋势，但第1
个峰值却显著提高，且第 1 个峰值后的平稳期也
延长，直到105 d (1.0% CaCl2和2.0% CaCl2处理
的)或120 d (0.1% CaCl2处理的)才出现第2个峰
值。其中以0.1% CaCl2和 1.0% CaCl2处理的效果
较为稳定，以后者的效果最好，与未经 CaCl2 处
理的相比，整个贮藏期间均达显著水平(P=0.05);
2.0% CaCl2 处理的波动性较大，平稳期间的某些
时段和贮藏结束时SOD活性低于未经CaCl2处理的
(表 4)。这一结果与前述 3 个指标一致。
5 CaCl2对铁棍山药块茎采后贮藏期间O2－· 产生速
率的影响
O 2－·是植物体内分子氧活化的第 1 个中间产
物，与植物失水胁迫耐性密切相关，是引起氧化
胁迫的主要原因之一。O2－· 产生速率在 45 d 之前
波动增大，之后降低，75 d 时下降到最低值(此
时 SOD活性出现第2次高峰)，然后快速升高，与
SOD 活性前期较高、后期快速降低密切相关，与
膜透性、MDA 含量的变化趋势一致。经 CaCl2 处
理的 O2－· 产生速率有不同程度的下降，其快速增
大起始点也推迟到105 d。其中，1.0% CaCl2 处
理的效果最明显，整个过程中的O2－· 产生速率显著
表3 CaCl2 对铁棍山药块茎贮藏期间MDA含量的影响
Table 3 Effect of CaCl2 on MDA content of D. opposita
cv. Tiegun tuber during storage
MDA含量/mmol·g-1 (DW)
贮藏时间/d
对照 0.1% CaCl2 1.0% CaCl2 2.0% CaCl2
0 22.6a 22.6a 22.6a 22.6a
15 32.3a 28.1ab 24.0bc 23.7c
30 30.5a 31.2a 23.8b 30.0a
45 41.6a 26.9b 26.3b 38.1a
60 43.7a 39.5ab 36.3b 38.1b
75 43.4a 40.1a 34.8b 38.7a
90 43.4a 36.0b 37.4b 41.9a
105 44.8a 42.8a 33.3b 32.7b
120 58.5a 48.3b 39.3c 47.1b
135 60.6b 62.3ab 49.0c 67.0a
150 81.0a 61.1b 54.8c 60.4b
同一行中不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在0.05
水平上差异显著，相同字母表示差异不显著，n = 3 。
表4 CaCl2对铁棍山药块茎贮藏期间SOD活性的影响
Table 4 Effect of CaCl2 on SOD activity of D. opposita
cv. Tiegun tuber during storage
SOD活性/U·g-1 (DW)
贮藏时间/d
对照 0.1% CaCl2 1.0% CaCl2 2.0% CaCl2
0 624.7a 624.7a 624.7a 624.7a
15 686.8bc 750.6b 865.4a 661.3c
30 712.3c 909.2ab 942.2a 872.0b
45 643.9bc 699.7b 803.5a 590.4c
60 628.3c 697.1b 836.7a 715.4b
75 752.0b 758.6b 828.0a 677.3c
90 685.9bc 736.8b 830.0a 677.3c
105 664.5c 740.8b 863.2a 748.3b
120 579.8b 757.0a 759.9a 721.8a
135 534.0c 644.1b 725.8a 625.1b
150 471.3c 557.6b 645.1a 403.7c
同一行中不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在0.05
水平上差异显著，相同字母表示差异不显著，n = 3 。
表5 CaCl2对铁棍山药块茎贮藏期间O2－· 产生速率的影响
Table 5 Effect of CaCl2 on O2－· production rate of
D. opposita cv. Tiegun tuber during storage　
O2－· 产生速率/mg·g-1 (DW)·min-1
贮藏时间/d
对照 0.1% CaCl2 1.0% CaCl2 2.0% CaCl2
0 1.1a 1.1a 1.1a 1.1a
15 2.0a 1.1b 1.0b 1.7b
30 1.9a 1.0b 0.8b 1.2b
45 2.4a 1.9a 1.3b 2.1a
60 1.9a 1.8a 1.1b 1.9a
75 1.3b 1.1b 1.4b 2.0a
90 2.6a 1.7bc 1.2c 1.8b
105 2.7a 1.6b 1.0c 1.4bc
120 3.8a 2.0c 1.6c 2.7b
135 3.9a 2.5b 1.6c 2.9b
150 4.0a 3.0b 1.7c 3.0b
同一行中不同字母表示经Duncan氏新复极差法检验在0.05
水平上差异显著，相同字母表示差异不显著，n = 3 。
植物生理学通讯 第42卷 第6期，2006年12月1080
低于未经 CaCl2 处理的(P=0.05) (表 5)，其次是
0.1% CaCl2 处理的。
总之，铁棍山药采后贮藏初期，块茎含水量
较高，SOD 活性保持在较高水平，清除活性氧能
力较强，O 2－·产生速率较低，MD A 积累较少，相
对电导率较小，膜损伤较轻；后期，块茎失水程度
加深，S O D 活性下降，清除活性氧的能力下降，
O 2－·产生速率增加，MD A 积累增加，相对电导率
增大，膜脂过氧化作用增强，膜损伤加剧。0.1%~
1.0% CaCl2能有效地削弱其块茎采后贮藏期间含水
量和 SOD 活性的下降以及 O2－· 产生速率、MDA 含
量和相对电导率的增加。这与前人在枣(吴彩娥等
2001；赵鑫等2003)、杨桃(李金雨和黄维南1995)
和奈李(苏冬梅等2001)中的结果相似。
参考文献
陈少裕(1991). 膜脂过氧化对植物细胞的伤害. 植物生理学通讯,
27 (2): 84~90
陈艳乐, 贾守菊, 肖化层, 童莉里, 陈玲玲, 黄慧慧(2004). 温州薯
蓣贮藏期间生理生化指标的变化. 河南科学, 22 (3): 356~359
邓碧玉, 袁勤生, 李文杰(1991). 改良的连苯三酚自氧化测定超氧
化物歧化酶活性的方法. 生物化学与生物物理进展, 18 (2):
163~164
李金雨, 黄维南(1995). 钙处理对杨桃果实采后生理生化变化的
影响. 热带作物学报, 16 (1): 60~64
李金雨, 庄荣福, 黄维南, 蔡龙祥, 胡维冀(2000). Ca处理对金针
菇采后生理生化变化的影响. 福建农业大学学报, 29 (2): 176~
180
苏冬梅, 谷文众, 陈灿(2001). 氯化钙处理对奈李低温贮藏期生
理生化的影响. 中南林学院学报, 21 (2): 47~49, 95
王爱国, 罗广华(1990). 植物的超氧物自由基与羟胺的反应. 植
物生理学通讯, 26 (6): 55~57
王爱国, 邵从本, 罗广华(1986). 丙二醛作为脂质过氧化指标的
探讨. 植物生理学通讯, (2): 55~57
吴彩娥, 王文生, 寇晓红, 闫师杰, 杜立红(2001). CaCl2和6-BA
处理对枣果采后膜脂过氧化作用的影响. 园艺学报, 28 (5):
457~459
张宪政, 陈凤玉, 王荣富(1994). 植物生理学实验技术. 沈阳: 辽
宁科学技术出版社, 161~165
赵鑫, 张继澍, 王敏(2003). CaCl2和GA3处理对枣果采后衰老和
膜脂过氧化的影响. 西北农林科技大学学报, 31 (2): 118~120
朱诚, 刘菲燕, 郭达初(1998). 桂花开花和衰老过程中乙烯及脂
质过氧化水平初探. 园艺学报, 25 (3): 275~279