全 文 ：园 艺 学 报 2011，38（2）：281–287 http: // www. ahs. ac. cn
Acta Horticulturae Sinica E-mail: yuanyixuebao@126.com
收稿日期：2010–11–24；修回日期：2011–01–17
基金项目：国家自然科学基金项目（30972060，31071621）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：luozisheng@zju.edu.cn）
1–甲基环丙烯对番茄冷害的影响
解 静，罗自生*
（浙江大学食品科技系，杭州 310029）
摘 要：为探讨 1–甲基环丙烯（1-MCP）处理对番茄果实低温贮藏期间冷害和抗病性的影响，以绿
熟期的‘浙杂 205’番茄为试材，用 1 μL · L-1的 1-MCP 在 20 ℃下处理番茄果实 6 h，然后将其置于 3 ℃
冷藏 14 d 后转入 20 ℃后熟 16 d。结果发现，1-MCP 处理加重了冷藏番茄后熟期间的冷害，但是延缓了硬
度和可滴定酸度的下降，推迟了番茄红素的增加和乙烯峰的出现，诱导了多酚氧化酶和过氧化物酶活性，
同时降低了几丁质酶和 β–1,3–葡聚糖酶的活性。虽然 1 μL · L-1的 1-MCP 处理延缓了冷藏番茄果实的后
熟，却加重了番茄后熟期间冷害和病害的发生，不适合在番茄冷藏中应用。
关键词：番茄；贮藏；1-MCP；冷害；抗病性
中图分类号：S 641.2 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2011）02-0281-07

Effect of 1-Methylcyclopropene on Chilling Injury of Tomato Fruit
XIE Jing and LUO Zi-sheng*
（Department of Food Science and Technology，Zhejiang University，Hangzhou 310029，China）
Abstract：In order to determine the effectiveness of 1-methylcyclopropene（1-MCP）on chilling
injury and disease resistance of tomato fruit after cold storage. Green mature‘Zheza 205’tomato fruit
was treated by 1 µL · L-1 1-MCP before being stored at 3 ℃ for 14 days then ripen at 20 ℃ for 16 days.
The quality and physiology of tomato fruit were investigated. 1-MCP treatment not only promoted
chilling injury and disease index，but also increased the activities of polyphenol oxidase and peroxidase.
1-MCP treatment retarded the peak of ethylene and the increase of lycopene，maintained higher content
of titratable acidity and firmness. The activities of chitinase and β-1,3-glucanase were also inhibited by
1-MCP treatment. This study indicated that 1 µL · L-1 1-MCP delayed tomato fruit ripen，but promoted
chilling injury and disease incidence，and showed that it could not be considered for commercial use in
tomato fruit after cold storage.
Key words：tomato；storage；1-methylcyclopropene；chilling injury；disease resistance

果实冷害的发生和乙烯密切相关（Ciardi et al.，1997；Ben-Amor et al.，1999）。1–甲基环丙烯
（1-methylcyclopropene，1-MCP）是一种新型的乙烯作用抑制剂，可与果蔬组织中的乙烯受体发生
不可逆结合后阻断乙烯与受体的结合，阻止或延缓乙烯的生理作用，因而阻止了许多园艺产品中依
赖于乙烯的一些应答反应（Sisler & Serek，1997）。

282 园 艺 学 报 37 卷
近年来发现，1-MCP 处理能减轻菠萝（Selvarajah et al.，2001）、鳄梨（Hershkovitza et al.，2005）
和甜柿（张宇 等，2010）等果实贮藏期间冷害的发生，却加重柑橘（Porat et al.，1999）和香蕉（Jiang
et al.，2004）冷害的发生，而 1-MCP 对‘Tahiti’莱姆果实（Kluge et al.，2003）的冷害无影响。
1-MCP 处理对不同果实冷害影响的报道不尽一致，甚至对不同成熟度的同一种果实的影响也不
一致（杨虎清 等，2008）。
番茄是典型的呼吸跃变型果实，对乙烯作用极为敏感。目前国内外关于 1-MCP 对番茄冷害和抗
病性的研究很少。本试验旨在探讨 1-MCP 处理对番茄果实冷害和抗病性的影响及其作用机制，以期
为 1-MCP 在番茄等冷敏型果实贮藏保鲜方面提供理论和应用依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料及其处理
试验果实为绿熟期的‘浙杂205’番茄，2008年6月采于杭州市浙江省农业科学院实验农场。采
后当天运回实验室。
挑选大小均匀，成熟度相对一致，无病虫害、无机械伤的果实随机分为2组，每组240个。每组
分成3个重复小组，每个重复小组80个果实。一组用于1-MCP的处理，其浓度在预备试验筛选的基
础上选取1 μL · L-1，将果实放入密闭的桶中，在20 ℃下用1-MCP粉剂（EthylBlock，有效成分为
0.14%）熏蒸6 h。另一组以相同时间空气处理的为对照。
将处理后的番茄果实置于清洁塑料筐中，于3 ℃冰箱中冷藏14 d，然后转入20 ℃下后熟16 d，
后熟期间每隔4 d取样测定有关指标。
1.2 测定方法
冷害指数（Chilling injury index，简称CII）：观察果实外部伤害（包括霉变、灰暗、水渍状，
斑点等）面积与果实总面积的比值（P），冷害程度分为5级，0：没有损伤；1级：轻度损伤（L）
（P ≤ 5%）；2级：中度损伤（M）（5% ＜ P ≤ 25%）；3级：严重损伤（S）（25% ＜ P ≤ 50%）；
4级：非常严重损伤（V）（P ＞ 50%）。冷害指数按下式计算：CII =（1 × L + 2 × M + 3 × S + 4 × V）/4 × T；
其中L，M，S，V表示不同冷害程度的果实数，T表示处理的总果数。
感病率（Disease rate）DR（%）= M/T × 100。M：发生病害的果数。
硬度：用TA-XT2i型质构仪测番茄果实最大直径处果肉硬度，测试深度为15 mm，探头直径为5
mm，取最大值，每次测10个果实，取平均值。
乙烯释放量：用气相色谱仪（山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司SP-6800A型）测定番茄果实的乙
烯释放量。测定条件为：氢火焰检测器，GDX-502填充柱，柱温为80 ℃，进样温度为80 ℃，检测器
温度为120 ℃。
可滴定酸含量：采用 GB12293-90 测定。
番茄红素含量：采用Sadler等（1990）的方法加以修改，称取5.0 g左右样品加入30 mL提取液于
研钵中研成匀浆，将匀浆转入到大的玻璃管中，然后加入15 mL蒸馏水，并用手振荡10 s，静置5 min
等待分层。从上层液体中取2 ~ 3 mL在503 nm处测定OD值。番茄红素含量的计算公式为：番茄红素
含量（µg · g-1）= [（OD/172）× 536.9 × 30]/m。m：样品质量。
酶的提取和活性测定：多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶的提取和活性
测定参照曹建康等（2007）的方法。多酚氧化酶活性以每分钟、每克鲜样OD值每变化0.01所需的酶
2 期 解 静等：1–甲基环丙烯对番茄冷害的影响 283

量为一个酶活单位。过氧化物酶活性以每分钟每克鲜重OD值每变化所需的酶量为一个酶活单位。几
丁质酶活性以每秒每克样品分解几丁质产生1 nmol的N–乙酰葡萄糖胺为一个活性单位。Β–1,3–葡
聚糖酶活性以每秒每克样品分解昆布多糖产生1 nmol葡萄糖为一个活性单位。
数据统计分析采用DPS数据处理系统，在0.05水平进行最小显著差数法（Least significant
difference，LSD）测验。用Excel软件作图。
2 结果与分析
2.1 1-MCP 对番茄冷害指数和感病率的影响
番茄果实在3 ℃下冷藏14 d期间无明显冷害症状，当移到20 ℃下后熟时，冷害症状逐渐表现
出来，表现为果皮颜色不均匀，果肉局部褐变或水浸状，果实霉变（尤其果柄部位）和腐烂率增
加等。
由图1，A可以看出，随着在20 ℃下后熟时间的增加，果实冷害指数迅速升高，1-MCP处理番茄
的冷害指数高于对照，后熟末期对照果实的冷害指数为1-MCP处理组的73%，二者间差异达显著水
平（P < 0.05），这表明1-MCP处理会加重番茄冷害的发生。
由图1，B可以看出，感病率的变化与冷害指数的变化趋势基本一致。冷藏番茄果实随着在20 ℃
下后熟时间的增加，果实的感病率急剧上升，1-MCP处理组的感病率高于对照组，后熟16 d时，1-MCP
处理组的感病率为对照的2.1倍，二者间差异达显著水平（P < 0.05），表明1-MCP处理加剧了番茄病
害的发生，不适合在冷藏番茄上应用。
图 1 1-MCP处理对冷藏番茄冷害指数和感病率的影响
Fig. 1 Effects of 1-MCP treatment on chilling injury index and
disease rate of tomato after cold storage
2.2 1-MCP 对番茄贮藏期可滴定酸和番茄红素含量的影响
番茄果实中的有机酸是其酸味的主要来源，对番茄品质有着重要影响。
由图2，A可以看出，冷藏后番茄果实后熟期间可滴定酸含量持续下降，1-MCP处理延缓了番茄
果实后熟期间可滴定酸含量的下降。
冷藏番茄果实后熟期间番茄红素含量都急剧增加（图2，B），对照处理果实后熟8 d时的番茄红
素含量为后熟初期的11.8倍（P < 0.05），之后维持在较稳定的水平；1-MCP处理明显抑制了后熟前
期番茄红素的增加，后熟8 d时的番茄红素含量为对照的32%（P < 0.05），但在后熟末期，对照和处
理组的番茄红素含量已无明显差异（P > 0.05）。
284 园 艺 学 报 37 卷
图 2 1-MCP处理对冷藏番茄可滴定酸和番茄红素含量的影响
Fig. 2 Effects of 1-MCP treatment on contents of titratable acidity and lycopene of tomato after cold storage
2.3 1-MCP 对番茄硬度和乙烯释放量的影响
由图3，A可以看出，冷藏后的番茄果实后熟期间硬度逐渐下降，后熟16 d时下降了59%；1-MCP
处理延缓后熟期间前8 d番茄硬度的下降（P < 0.05），之后迅速下降，到后熟末期与对照已无显著差
异（P > 0.05）。
从图3，B可以看出，冷藏番茄果实后熟期间乙烯释放量均呈现先升高后下降的峰型变化。对照
组番茄的乙烯释放量在后熟8 d时达到最大值，随后缓慢地下降，而1-MCP处理的番茄在后熟12 d才
达到最大值，说明1-MCP推迟了番茄乙烯峰的出现。
值得注意的是，1-MCP处理虽然延缓了乙烯峰值的出现，但却增加了乙烯峰值，1-MCP处理组
的乙烯峰值比对照组高9%（P < 0.05），这在‘Ettinger’鳄梨上（Hershkovitza et al.，2005）也有类
似的报道。
图 3 1-MCP处理对冷藏番茄果实硬度和乙烯释放量的影响
Fig. 3 Effects of 1-MCP treatment on firmness and ethylene production of tomato after cold storage
2.4 1-MCP 对番茄多酚氧化酶和过氧化物酶活性的影响
由图4，A可以看出，冷藏番茄果实在20 ℃下后熟期间多酚氧化酶活性先升高后降低，后熟12 d
时，对照果实多酚氧化酶活性达到最大值，1-MCP处理不仅提早了多酚氧化酶活性峰值出现，而且
促进了峰值，是对照组的2.37倍（P < 0.05）。
由图4，B可以看出，过氧化物酶活性的变化趋势与多酚氧化酶活性峰型变化类似，后熟8 d
2 期 解 静等：1–甲基环丙烯对番茄冷害的影响 285

时对照和1-MCP处理同期达到最大值，但1-MCP处理组果实的过氧化物酶活性始终显著高于同
期的对照果实过氧化物酶活性（P < 0.05），表明1-MCP处理增加了番茄果实的过氧化物酶活性，
Reuck等（2009）也发现，0.5 ~ 1 μL · L-1的1-MCP处理也增加了荔枝多酚氧化酶和过氧化物酶
的活性。
图 4 1-MCP处理对番茄多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性的影响
Fig. 4 Effects of 1-MCP treatment on activities of polyphenol oxidase and
peroxidase of tomato after cold storage
2.5 1-MCP 对番茄几丁质酶和 β–1,3–葡聚糖酶活性的影响
由图5，A可知，冷藏番茄果实后熟期间几丁质酶活性迅速上升，而1-MCP处理抑制了几丁质
酶活性的增加，后熟16 d时，1-MCP处理组果实的几丁质酶活性仅为对照组的56%，二者间差异达
显著水平（P < 0.05）。
冷藏番茄后熟期间β–1,3–葡聚糖活性呈先上升后下降的变化趋势（图5，B），后熟8 d时对照
组番茄和1-MCP处理的番茄β–1,3–葡聚糖活性同时达到最大值，但对照组的峰值是1-MCP处理组
的1.3倍。
图 5 1-MCP处理对冷藏番茄几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶活性的影响
Fig. 5 Effects of 1-MCP treatment on activities of chitinase and β-1,3-glucanase of tomato after cold storage
3 讨论
冷害是植物在零上低温贮藏时发生的一种生理病害，番茄是一种冷敏型的呼吸跃变型果实，其
冷害的发生和乙烯密切相关（Ciardi et al.，1997）。1-MCP是一种乙烯作用抑制剂，能有效地抑制
286 园 艺 学 报 37 卷
植物对内源或外源乙烯的敏感性（Sisler & Serek，1997）。1-MCP对采后冷害的影响因物种或品种
不同而异，1-MCP处理可加重‘Shamouti’柑橘冷害的发生（Porat et al.，1999），但却抑制‘Nova’
和‘Ortanique’柑橘冷害的发生（Salvador et al.，2006），而1-MCP对‘Tahiti’莱姆果实的冷害无
影响（Kluge et al.，2003）。本研究中发现1 μL · L-1的1-MCP处理加重冷藏番茄冷害的发生。1-MCP
对同一品种不同成熟度的果实的冷害影响不同，杨虎清等（2008）报道，1-MCP处理加剧了桃果实
转白期冷害的发生程度，而对成熟期桃果实的冷害没有显著影响。上述结果表明，乙烯及其受体抑
制剂1-MCP和果实的冷害密切相关，但其调控机理非常复杂。
果蔬受到低温伤害时，细胞膜系统损伤，引起酶与底物接触而导致组织褐变（Paliyath &
Droillard，1992）。多酚氧化酶和过氧化物酶是催化酶促褐变反应的主要酶类，多酚氧化酶在有氧
的条件下催化酚形成醌；过氧化物酶在H2O2存在条件下能迅速氧化多酚物质，从而引起褐变
（Mayer，1987；Boonsiri et al.，2007）。本研究中发现，冷藏番茄后熟期间多酚氧化酶和过氧化物
酶活性先增加后减小，促进果实的褐变。Stewart等（2001）发现冷害菠萝多酚氧化酶活性的增加
与诱导多酚氧化酶mRNA大量表达密切相关。1-MCP处理抑制了鳄梨（Hershkovitza et al.，2005）
多酚氧化酶和过氧化物酶的活性。本研究中发现1 μL · L-1的1-MCP处理却促进了番茄多酚氧化酶和
过氧化物酶活性的增加，促进果实的褐变。Zoffoli 等（2002）则发现，0.5 g · m-3 1-MCP处理可显
著减少‘September sun’桃果肉褐变，而1.5 g · m-3处理则显著增加其褐变。因此认为，1-MCP对果
实褐变的调控可能与1-MCP处理的浓度有关。有关降低番茄多酚氧化酶和过氧化物酶活性、抑制番
茄果实褐变的有效1-MCP处理浓度及其作用机理需要进一步研究。
几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶等病程相关蛋白与植物抗病性有密切关系。当植物在遭到病菌侵
染时，常常是通过植物体内几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶活性的提高来增强细胞壁的保卫反应，从
而起到抗病的作用（Veronese et al.，2003；Edreva，2005）。提高番茄几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶
mRNA的表达丰度，也可以提高果实对冷害低温的忍受能力（Ding et al.，2002）。Kesari等（2010）
研究发现，1-MCP处理抑制了香蕉病程相关蛋白MaPR1a基因的表达。本研究中也发现1 μL · L-1的
1-MCP处理抑制了冷藏番茄几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶活性，加剧了果实的病害发生几率，表明
1-MCP处理使番茄对病害的抵抗力减弱。李娜（2006）则发现1-MCP处理虽然促进杨梅果实的腐烂，
但对杨梅果实的几丁质酶和β–1,3–葡聚糖酶活性无显著影响。Porat等（1999）和Jiang等（2004）
认为，适当浓度的乙烯在果实对病原菌的抗性中起到一定的作用，而1-MCP可能阻碍了机体防御病
害侵染正常所需的对乙烯的响应，使得果实对病菌更为敏感，导致感病指数增加。
本研究中发现，虽然1 μL · L-1的1-MCP处理对改善番茄的一些品质有着积极的作用，如延缓果
实硬度和可滴定酸含量的降低，推迟番茄红素含量的增加和乙烯峰的出现。但1 μL · L-1的1-MCP处
理却加剧了冷藏番茄冷害和病害的发生，提高酶促褐变的进程，表明1 μL · L-1的1-MCP处理对冷藏
番茄贮藏也有不利的一面。

References
Ben-Amor M，Flores B，Latché A，Bouzayen J C，Pech F，Fomojaro. 1999. Inhibition of ethylene biosynthesis by antisense ACC oxidase RNA
prevents chilling injury in Charentais cantaloupe melons. Plant Cell Environment，22：1579–1586.
Boonsiri K，Ketsa S，van Doorn W G. 2007. Seed browning of hot peppers during low temperature storage. Postharvest Biology and Technology，
45：358–365.
Cao Jian-kang，Jiang Wei-bo，Zhao Yu-mei. 2007. Experiment guidance of postharvest physiology and biochemistry of fruits and vegetables. Beijing：
China Light Industry Press：101–105，142–144. (in Chinese)
曹建康，姜微波，赵玉梅. 2007. 果蔬采后生理生化实验指导. 北京：中国轻工业出版社：101–105，142–144.
2 期 解 静等：1–甲基环丙烯对番茄冷害的影响 287

Ciardi J A，Deikman J，Orzolek M D. 1997. Increased ethylene synthesis enhances chilling tolerance in tomato. Physiology Plant，101：333–340.
Ding C K，Wang C Y，Gross K C，Smith D L. 2002. Jasmonate and salicylate induce the expression of pathogenesis-related-protein genes and
increase resistance to chilling injury in tomato fruit. Planta，214：895–901.
Edreva A. 2005. Pathogenesis-related proteins：Research progress in the last 15 years. General and Applied Plant Physiology，31：105–124.
Hershkovitza V，Saguy S I，Pesis E. 2005. Postharvest application of 1-MCP to improve the quality of various avocado cultivars. Postharvest Biology
and Technology，37：252–264.
Jiang Y M，Joyce D C，Jiang W B，Lu W J. 2004. Effects of chilling temperatures on ethylene binding by banana fruit. Plant Growth Regulation，
43：109–115.
Kesari R，Trivedi P K，Nath P. 2010. Gene expression of pathogenesis-related protein during banana ripening and after treatment with 1-MCP.
Postharvest Biology and Technology，56：64–70.
Kluge R A，Jomori M L L，Jacomino A P，Vitti M C D，Padula M. 2003. Intermittent warming in‘Tahiti’lime treated with an ethylene inhibitor.
Postharvest Biology and Technology，29：195–203.
Li Na. 2006. Effect of 1-MCP and MeJA on quality and disease resistance in Chinese bayberry fruit[M. D. Dissertation]. Nanjing：Nanjing
Agricultural University：29–31. (in Chinese)
李 娜. 2006. 1-MCP 和 MeJA 对杨梅果实采后品质和抗病性的影响[硕士论文]. 南京：南京农业大学：29–31.
Mayer A M. 1987. Polyphenol oxidase and peroxdase in plants recent progress. Phytochemistry，26：11–20.
Paliyath G，Droillard M J. 1992. The mechanism of membrane deterioration and disassembly during senescence. Plant Physiology and Biochemistry，
30：789–812.
Porat R，Weiss B，Cohen L，Daus A，Goren R，Droby S. 1999. Effects of ethylene and 1-methylcyclopropene on the postharvest qualities of
‘Shamouti’oranges. Postharvest Biology and Technology，15：155–163.
Reuck K D，Sivakumar D，Korsten L. 2009. Integrated application of 1-methylcyclopropene and modified atmosphere packaging to improve quality
retention of litchi cultivars during storage. Postharvest Biology and Technology，52：71–77.
Sadler G，Davis J，Dezman D. 1990. Rapid extraction of lycopene and β-carotene from reconstituted tomato paste and pink grapefruit homogenates.
Journal Food Science，55：1460–1465.
Salvador A，Carvalho C P，Monterde A，Martìnez-Jávega J M. 2006. 1-MCP effect on chilling injury development in ‘Nova’ and ‘Ortanique’
mandarins. Food Science and Technology International，12：165–170.
Selvarajah S，Bauchot A D，John P. 2001. Internal browning in cold-stored pineapples is suppressed by a postharvest application of
1-methylcyclopropene. Postharvest Biology and Technology，23：167–170.
Sisler E C，Serek M. 1997. Inhibitors of ethylene responses in plants at the receptors level：Recent developments. Physiology Plant，100：577–582.
Stewart R J，Sawyer B J B，Bucheli C S，Robinson S P. 2001. Polyphenol oxidase is induced by chilling and wounding in pineapple. Australian
Journal of Plant Physiology，28：181–191.
Veronese P，Ruiz M T，Coca M A，Hernandez-Lopez A，Damsz B，Narasimhan M L. 2003. In defense against pathogens. Both plants sentinels and
foot soldiers need to know the enemy. Plant Physiololgy，131：1580–1590.
Yang Hu-qing，Wang Yun-xiang，Pang Lin-jiang. 2008. Effect of 1-MCP on the fruit chilling injury of Baifeng peach cultivar during storage. Journal
of Fruit Science，25 (1)：111–114. (in Chinese)
杨虎清，王允祥，庞林江. 2008. 1-MCP 对不同成熟度白凤桃冷害发生的影响. 果树学报，25 (1)：111-114.
Zhang Yu，Rao Jing-ping，Sun Yun-jing，Li Shan-shan. 2010. Reduction of chilling injury in sweet persimmon fruit by 1-MCP. Acta Horticulturae
Sinica，37 (4)：547–552.（in Chinese）
张 宇，饶景萍，孙允静，李珊珊. 2010. 1–甲基环丙烯对甜柿贮藏中冷害的控制作用. 园艺学报，37 (4)：547–552.
Zoffoli J P，Balbontin S，Rodriguez J，Retamales J，Defilippi B. 2002. Effectiveness of 1-MCP on postharvest deterioration of nectarines and peaches
stored at different temperatures. Acta Horticulturae，592：567–570.