全 文 ：园 艺 学 报 2007，34 (6)：1373—1378
Aeta Hortieulturae Sinica
过氧化氢在香蕉果实采后耐冷性诱导中的作用
庞学群 ，潘少丽 ，王海波 ，黄椿颖 ，张昭其h
( 华南农业大学园艺学院，广州510642； 华南农业大学生命科学学院，广州 510642)
摘 要：采用外源过氧化氢 (H 0 )、可诱导植物产生内源H 0 的茉莉酸甲酯 (MJ)和水杨酸 (SA)
处理香蕉果实，探讨 H 0 在香蕉果实采后耐冷诱导中的作用。结果表明：在 7℃下贮藏，外源20 mmol·
L～H 0 、0．7 mmol·L～SA、0．1 mmol·L MJ处理能使果实冷害症状推迟 2～5 d出现；延缓了香蕉果
皮细胞膜透性和 MDA含量的增加，提高了超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)活性 ，抑制了
过氧化氢酶 (CAT)活性 ，从而使果皮中 H 0 积累。推测 H：0 可能作为信号分子参与诱导了香蕉果实采
后的抗冷性。
关键词：香蕉；过氧化氢；水杨酸；茉莉酸甲酯 ；冷害；耐冷性
中图分类号：S 668．1 文献标识码：A 文章编号：0513·353X (2007)06．1373-06
Role of Hydrogen Peroxide on Chilling Resistance of Postharvest Banana
Frlits
PANG Xue—qun ， ，PAN Shao—li ，WANG Hai—bo ，HUANG Chun—ying ，and ZHANG Zhao—qi
(‘College ofHorticulture，South ChinaAgricultural University，Gnangzhou 510642，China’； College ofBiotechnology，South Chi．
na Agricultural University，Gnangzhou 510642，China)
Abstract：Exogenous hydrogen peroxide，and salicylic acid and methyl jasmonate，which induced the
accumulation of endogenous hydrogen peroxide in plants，were used to investigate the role of hydrogen perox—
ide on induction of chilling resistance of postharvest banana fruits．The results indicated that 20 mmol·L一
hydrogen peroxide，0．7 mmol·L～ salicylic acid and 0．1 mmol·L methyl jasmonate treatments delayed
the occurence of chiling injury symptom of banana fruits by 2—5 d at 7~C．The treatments also delayed the
increase of membrane permeability and MDA contents，induced the activities of SOD and POD，inhibited the
activities of CAT，and therefore resulted in accumulation of endogenous hydrogen peroxide in pericarp of ba—
nana fruits．The results implied that salicylic acid and methyl jasmonate might induce the accumulation of en—
dogenous hydrogen peroxide by inhibition of CAT activity，and hydrogen peroxide might involve in induction of
the chilling resistance of postharvest banana fruits by acting as the signal molecule．
Key words：Banana；Hydrogen peroxide；Salicylic acid；Methyl jasmonate；Chilling；Cold resistance
香蕉在低于 12"C时即发生冷害，难于采用较低的贮运温度来延长贮运期 (张昭其和庞学群，
1998)。大量研究表明，冷害低温引起采后果蔬自由基产生与清除系统平衡破坏，导致细胞活性氧的
累积，如过氧化氢 (H 0 )的累积 (陆旺金 等，1999)。
长期以来，H O 被认为与其他活性氧 (·OH、O )一样，是对植物细胞具有毒害作用的代谢
产物，然而近年来 H O 的信号转导作用已经被越来越多的试验所证实 (Neil et a1．，2002a)。Pras一
收稿日期：2007-05—17；修回日期：2007一o9一l2
基金项目：国家 自然科学基金项 目 (30471219)；广东联合基金 重点项 目 (U0631004)；广东省 自然科学基金 团队项 目
(06200670)
通讯作者 Author for correspondence(E·mail：zqzhang@sdau．edu．ca)
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园 艺 学 报
ad等 (1994)报道低浓度 H 0 常温下能诱导保护酶基因的表达，模拟冷驯化，提高植物抗冷能
力。
本研究采用外源 H 0 溶液以及能够激发植物产生内源 H 0 的茉莉酸甲酯 (MJ) (Hung et a1．，
2006)和水杨酸 (SA)(Chan&Tian，2006)等物质处理采后香蕉果实，探讨外源 H 0 及提高内源
H 0 的处理提高采后香蕉果实耐冷性的效果及其生化机理。
1 材料与方法
1．1 材料及处理
所选香蕉品种为巴西 (gusa AAA Group‘Brazil’)，采自广州番禺，成熟度为七八成。在果园落
疏后立即运回实验室，挑选大小均匀，无病虫害及机械伤的果实，用 0．1％漂白粉洗果，再用 0．05％
施保功浸果 2 rain，捞出晾干。
根据预备试验结果，诱导处理设计如下，对照 (CK)：塑料薄膜袋包装置于 250(；下 24 h；H 0
处理：20 mmo]·L—H 0 溶液喷洒香蕉果实，25℃下置于塑料薄膜袋中密封 24 h；SA处理：0．7
mmo]·L—sA溶液喷洒香蕉果实，25℃下置于塑料薄膜袋中密封24 h；MJ处理：在25℃下密闭容器
中用0．1 mmo]·L MJ熏蒸处理24 h。
将 4组果实分别装入打孔的塑料薄膜袋中，于7℃恒温箱中贮藏。重复 3次。定期取样测定相关
生理指标。
1．2 生理指标的测定
果皮细胞膜透性的测定参照张昭其等 (2002)的方法。取香蕉果皮，用直径 10 mm的打孔器打
10个圆孑L，蒸馏水清洗 3次后用滤纸吸干，放入 50 mL具塞刻度试管中，加入 25 mL蒸馏水，静置
30 rain，用 DDS．11A型电导仪测电导率。煮沸 30 rain后再测电导率，以前后两次电导率之比所得的
相对电导率来表示细胞膜透性。重复 3次。
丙二醛 (MDA)含量的测定参照刘祖祺和张石城 (1994)的方法。取香蕉果皮 1 g，加入4 mL
0．05 tool·L一的磷酸缓冲液 (pH 7．8)和0．2 g聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)，冰浴研磨，4℃下 15 000
r·rain一离心 15 rain。取上清液 1 mL，转入刻度试管，加 3 mL 0．5％ 硫代巴比妥酸 (TBA) (溶于
10％的三氯乙酸)混匀，盖上塞，煮沸 15 rain后快速冷却，用双蒸水补至4 mL，再以4 000 r·rain
离心 15 rain，以磷酸缓冲液为参比，测定上清液在 532 nm和600 nm处的 OD值，以 (E ， 一E枷)／
155计算 MDA的含量，以 I~mol·g FM表示。重复3次。
超氧化物歧化酶 (SOD)活性的测定参照邵从本等 (1983)的方法。取香蕉果皮 1 g，加入4 mL
0．05 tool·L 的磷酸缓冲液 (pH 7．8)和 0．2 g聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)，冰浴研磨，4~C下 15 000
r·rain一离心 15 rain，上清液用于酶活性的测定。按次序依次加入 pH 7．8的磷酸缓冲液 2．7 mL，
0．06 mmo]·L一核黄素0．1 mL，14．4 mmo]·L一甲硫氨酸0．1 mL，2．36 mmo]·L～EDTA 0．1 mL，酶
液50 L，2．25 mmo]·L～NBT0．1 mL。以不加NBT作空白。以缓冲液代替酶液照光做最大光还原测
定。把反应液放于4 000 lx荧光灯下照射 15 rain，然后用紫外可见分光光度计测定 OD 砷吸光值。以
[(OD⋯ 一OD 砷)／OD⋯]／2计算 SOD含量，以抑制 NBT光化学还原 50％作为一个酶活性单位 u，
酶的活性以U·g—FM表示。所有操作均在暗中进行。重复3次。
过氧化物酶 (POD)活性的测定参照曾韶西等 (1997)的方法。酶液提取同 SOD活性测定，反
应液中包括：0．95 mL 0．2％ 愈创木酚，2 mL 0．1％ H 0 ，0．5 mL粗酶液，迅速比色，测定 OD盯。值
在 180 s内的变化量，以每 rain变化0．O1为一个酶活性单位 u，酶的活性以U·g FM表示。重复3
次
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6期 庞学群等：过氧化氢在香蕉果实采后耐冷性诱导中的作用
过氧化氢含量的测定参照 Zhou等 (2006)的方法。取香蕉果皮 1 g，加入 5 mL 5％三氯乙酸
(TCA)和0．2 g聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)，冰浴研磨，于 40(2下 12 000 r·min 离心 20 min，上清液
用氨水调 pH值至 8．4，并用 pH 8．4的TCA定容至 6 mL。取 1 mL上清液，300(2水浴30 min，加入 1
mL显色液于500 nm处比色，以1 mL上清液中加入 l0 g过氧化氢酶作为空白对照。根据标准曲线
计算出H O 含量。显色液：4一氨基安替吡啉0．01 g，苯酚0．01 g，溶于50 mL 0．1 mol·L～pH 5．6
的CH COOH缓冲液中，加入 5 mg过氧化物酶即成。
过氧化氢酶 (CAT)活性的测定参照赵亚华和高向阳 (2002)的方法，采用碘量法。取香蕉果
皮 3 g，加0．2 g碳酸钙和蒸馏水 10 mL，冰浴研磨成匀浆，于40(2下9 000 r·min 离心30 min。取 1
个 100 mL三角瓶，依次加入2 mL蒸馏水，5 mL 1．8 mol·L 硫酸，5 mL 0．05 mol·L 过氧化
氢，在200(2保温5 min，再加入20％碘化钾溶液1 mL，10％钼酸铵溶液3滴，1％淀粉溶液5滴，用
0．02 tool·L 硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色消失，所用硫代硫酸钠的量为空白滴定值。另取两个 100
mL三角瓶，除加硫酸的顺序调整到保温后进行外，一切同上，所用硫代硫酸钠的量为样品滴定值。
用空白滴定值减去样品滴定值即可求出此期问酶所分解的过氧化氢量，CAT活性大小以一定时间内
分解的过氧化氢量，即mg·g～ ·min 表示。
2 结果与分析
2．1 诱导处理对香蕉冷害症状的影响
未经任何处理的对照香蕉果实在7℃下贮藏 3 d，开始出现冷害症状，果皮有少量褐色凹陷斑点，
果皮颜色开始变暗，而 H O 处理和 sA处理在贮藏 5 d、MJ处理在贮藏8 d后才开始出现冷害症状。
可见，适当浓度的 H O 、SA、MJ处理采后香蕉果实，能在一定程度上诱导香蕉果实的耐冷性。
2．2 诱导处理对香蕉果皮细胞膜透性和 1VIDA含量的影响
从图 1可知，香蕉果实在 7℃下贮藏，随着时问的延长果皮细胞膜透性呈上升趋势，对照果实在
4 d后即开始迅速增加，经诱导处理的果实在8 d后才开始迅速增加，在贮藏期问，对照的电导率增
加幅度远远高于 sA、H O 、MJ处理，其中 MJ处理的果实细胞膜透性增幅最小。
贮藏天数 Storage days(d)
图1 It2O2、sA和MJ处理对7℃下香蕉果皮
细胞膜透性的影响
Fig． 1 Efect of It2O2，SA and MJ on membrane 0ermeability
ofbanana peel at7℃
贮藏天数 Storage days(d)
图2 It2O2、sA和 MJ处理对7℃下香蕉果皮
MDA含量的影响
Fig．2 Efect ofIt2O2，SA an d MJ O11M DA contents
ofbanana peel at7℃
香蕉果皮 MDA含量也呈逐渐增加的趋势 (图2)，与对照相比，SA、H O 、MJ处理 MDA含量
的增加幅度明显低于对照，其中MJ处理的 MDA含量最低 ，说明经适当浓度的 sA、H Oz、MJ处理
均能在一定程度上延缓果皮细胞膜透性和膜脂过氧化产物 MDA含量的上升。
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2．3 诱导处理对冷藏香蕉果皮 SOD及 POD活性的影响
从图3可看出，在25~C下 SA、H 0 、MJ处理24 h能诱导果皮 SOD活性的提高。随着贮藏时间
的延长，各处理 SOD活性逐渐下降，但前中期都比对照高，到后期趋于一致。
对照和各处理的香蕉果实 POD活性变化规律较为一致 (图4)。贮藏 4 d左右，POD活性有小幅
增加，随后有所下降，从第 6天又开始升高，但各处理的 POD活性都比对照的要高。可见，sA、
H 0 、MJ处理能在一定程度上诱导 SOD和 POD活性的提高。
己
吕
U 2 4 6 lU l2
贮藏天数 Storage days(d)
图3 H2O2、SA和 MJ处理对 7℃下香蕉果皮
S0D活性的影响
Fig．3 Effect of H2O2，SA and MJ on SOD activity
ofbanana peel at 7℃
U 2 4 6 8 l0 l2
贮藏天数Storage days(d)
图4 H2O2、SA和MJ处理对7℃下香蕉果皮
POD活性的影响
Fig．4 Efect of H2O2，SA andMJ onPOD activity
ofbanana peel at 7~C
2．4 诱导处理对冷藏香蕉果皮 H：o：含量和 CAT活性的影响
从图5可知，在 25~C下 sA和MJ处理24 h可诱导香蕉果皮 H 0 含量提高。在冷害温度下贮藏，
香蕉 H 0 含量出现两个高峰，分别在第 3天和第 7天。在贮藏期前期，sA、H 0 、MJ处理果实的
H 0 含量均比对照的高，但从第7天开始，除 MJ处理之外，sA和 H 0：处理的 H 0 含量比对照的
低。可见，sA、H 0 、MJ处理在冷害前期能够提高香蕉果皮 H 0：的含量。
由图6可知，香蕉在冷害温度下贮藏，其果皮 CAT活性呈逐渐上升的趋势，在第 7天时达到高
峰，贮藏前期，sA、H 0 、MJ处理果实的CAT活性均比对照的低，说明各处理在一定程度上能抑制
CAT活性 。
图5 H202、SA和 MJ处理对7℃下香蕉果皮
H202含量的影响
Fig．5 Efect ofH2O2，SA andMJ onH202 contents
ofba na na peel at 7~C
图6 H2O2、SA和MJ处理对7℃下香蕉果皮
CAT活性的影响
Fig．6 Efect ofH2O2，SA andMJ onCAT activity
ofba na na peel at 7~C
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6期 庞学群等：过氧化氢在香蕉果实采后耐冷性诱导中的作用 l377
3 讨论
本研究结果表明，用适当浓度的 H O 、SA和 MJ在 25~C下处理香蕉果实 24 h，然后在7℃下贮
藏，能使果实冷害症状推迟 2～5 d出现，并在一定程度上延缓了香蕉果皮细胞膜透性和 MDA含量的
提高，诱导了SOD和POD活性的升高，抑制了CAT活性，使内源 H O 积累。H O 分子结构简单，
是最稳定的一种活性氧，在受到低温、干旱、高盐等环境胁迫时被迅速诱导大量产生，特别是它能够
通过跨膜运输的方式在细胞之间迅速扩散和代谢，这些特性使它具备了其他种类活性氧不可比拟的信
号分子的作用 (Neil et a1．，2002b)。植物在亚致死低温下细胞内H O 含量迅速提高 (Xiong et a1．，
2002)。Prasad等 (1995)报道低浓度 H O 在常温下能诱导 POD和 CAT等保护酶基因的表达，模拟
冷驯化，提高植物抗冷力。本研究发现，直接采用外源H O 处理，或者采用能激发植物内源 H O 产
生的SA处理 (Chan&Tian，2006)和 MJ处理 (Hung et a1．，2006)，均能诱导香蕉果皮提高 H O
含量，延缓冷害症状出现，表明H O 在植物冷害及耐冷诱导的信号转导途径中起到了重要作用。
SA诱发植物产生系统抗病反应并激活防御相关基因的表达，可能是通过抑制植物 CAT活性，增
加植物体内 H O 的浓度来调控的 (Chen et a1．，1993)。SA处理也能诱导采后卡亡果和樱桃的抗病性，
诱导果实H O 积累 (Chan&Tian，2006；Zeng et a1．，2006)，并发现 SA处理在一定程度上抑制了樱
桃果实的CAT活性 (Chan&Tian，2006)。本研究也证实了这一点。SA处理 24 h，诱导了采后香蕉
果实H O 含量迅速上升，抑制了CAT活性，从而提高了香蕉随后的抗冷性。这些结果表明，外源SA
处理可能是通过抑制 CAT活性来诱导植物 (包括采后果实)内源 H O 的积累，从而提高抗逆境能力
的。
MJ处理可延缓采后甜椒 (Fung et a1．，2004)、水蜜桃 (冯磊 等，2003)，黄瓜 (韩晋和田世
平，2006)和卡亡果 (Han et a1．，2006)冷害症状的出现。本研究也发现，MJ处理能显著提高采后香
蕉果实的耐冷性。有报道表明，MJ处理可诱导水稻叶片 (Hung et a1．，2006)和拟南芥叶片 (Donta—
mala et a1．，2004)H O 含量的显著提高。本研究结果也证实了这一点。可见，MJ诱导采后果实抗冷
性与 H O 的积累密切相关。
事实上，作者直接采用外源 H O 处理采后香蕉果实，也能在一定程度上诱导香蕉果实的耐冷性。
此外，本研究结果还表明，MJ处理可能跟 SA处理一样，是通过抑制 CAT活性来诱导香蕉内源 H O
的积累，从而提高抗逆境能力的。
低温能诱导植物 POD和 SOD等保护酶活性提高的报道已有许多。从图6可知，香蕉在冷害温度
下贮藏，前期出现一个H O 峰，从而诱导POD和SOD活性的提高，后期 POD、SOD等保护酶活性
降低，H O 或其他活性氧含量迅速提高，导致香蕉果实出现严重冷害。综上所述，一定水平H O 有
利于提高采后香蕉果实的抗冷性，表明H O 可能作为信号分子在其诱导抗冷性过程中起重要作用。
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