全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (5) : 1087～1089
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 12 - 07; 修回日期 : 2006 - 02 - 20
基金项目 : 教育部基金资助项目 (20050564013) ; 海南省教育厅高校科研资助项目 (H jkj200515)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: chenweix@ sti1gd1cn)
蔗糖磷酸合成酶与香蕉果实成熟、衰老的关系
李　雯 1, 2 　邵远志 2 　庄军平 1 　陈维信 13
(1 华南农业大学 , 广东省果蔬保鲜重点实验室 , 广东广州 510642; 2 海南大学生命科学与农学院 , 海南海口 570228)
摘 　要 : 研究了正常成熟、成熟抑制和促进成熟处理的香蕉果实蔗糖磷酸合成酶 ( SPS) 与呼吸速率、
硬度及蔗糖形成的关系。结果表明 : (1) 使用乙烯吸收剂不仅极显著抑制了呼吸速率、果实软化和蔗糖的
积累 ( P < 0101) , 同时抑制了 SPS的活性 , 与正常成熟果实相比 , 其 SPS活性高峰延迟 3 d出现 , 酶活性
明显降低。 (2) 丙烯处理不仅使 SPS活性高峰比对照提前 9 d出现 , 而且促进了呼吸速率的提高 , 加速了
硬度的下降和蔗糖的积累。表明 SPS与香蕉果实的成熟、衰老和糖的积累及果实软化等有密切的关系。
关键词 : 香蕉 ; 果实 ; 蔗糖磷酸合成酶 ; 成熟 ; 衰老
中图分类号 : S 668　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0521087203
Rela tion sh ips between the Sucrose Phospha te Syn tha se and R ipen ing, Senes2
cence of Banana Fru its
L iW en1, 2 , Shao Yuanzhi2 , Zhuang Junp ing1 , and Chen W eixin13
(1 Sou th China A gricultural U niversity, Guangdong Province Key Labora tory for Postharvest Science and Technology of Fru its and
V egetables, Guangzhou, Guangdong 510642, China; 2 College of L ife Science and A griculture, Hainan U niversity, Haikou,
Hainan 570228, China)
Abstract: The relationship s between the activity of sucrose phosphate synthase ( SPS) and resp iration
rate, softening and sucrose accumulation during banana ripening were studied. It was shown that the app lica2
tion of ethylene absorbent not only inhibited the rate of resp iration, delayed the fruit softening and the accumu2
lation of sucrose ( P < 0101) , but also inhibited the activity of SPS, the peak of which appearing 3 days later,
and the activity of SPS being decreased significantly than that of normal ripening fruits. The peak of SPS activ2
ity in fruits treated with p ropylene appeared 9 days earlier than that in fruits with normal ripening. The rate of
resp iration of fruit, the decline of fruit firmness and sucrose accumulation were found to be accelerated by the
treatment with p ropylene. The SPS was found to be correlated closely with the ripening, senescence, sugar
accumulation and softening of the fruits.
Key words: Banana; Fruit; SPS; R ipening; Senescence
1　目的、材料与方法
蔗糖磷酸合成酶 ( Sucrose phosphate synthase, SPS) 是调节蔗糖合成的关键酶之一。国内外大量
研究表明 , SPS与果实发育、糖的积累、品质形成及成熟衰老有着密切关系。采后果实淀粉的分解和
蔗糖的形成与果实硬度的降低、乙烯的产生和呼吸跃变等都有着密切的关系。目前有关香蕉果实后熟
过程中 SPS的研究国内外报道较少 , 并且研究结果也不完全一致〔1～3〕。因此 , 研究 SPS在香蕉果实成
熟中的变化规律以及它在成熟进程中与呼吸速率、硬度变化以及糖积累的关系 , 对于探讨香蕉果实后
熟过程中糖的代谢规律、控制成熟软化、提高品质和改善风味都具有重要意义。
试验在华南农业大学园艺学院广东省果蔬保鲜重点实验室进行。采收饱满度约为八成的 ‘巴西’香
蕉 (M usa spp. AAA Group, Cavendish) 果实 , 去轴落梳后分成单个蕉果。挑选大小均匀 , 无病虫害及
园 　　艺 　　学 　　报 33卷
机械伤的果实 , 清洗和杀菌处理后晾干。将果实分成 3组 , 做 3种处理 : ①正常自然成熟 (对照 ) , 将
果实放入 0103 mm厚的聚乙烯薄膜袋中 , 不封口 ; ②抑制成熟 , 每袋放入 5 g乙烯吸收剂 (用珍珠岩吸
附饱和高锰酸钾溶液 ) ; ③促进成熟 , 将果实放在密闭塑料容器中 , 通入 1 000μL·L - 1的丙烯 (乙烯类
拟物 ) 气体 , 密闭 20 h后取出。处理后的果实存放温度为 25℃。贮藏期间每隔 2～4 d取样用于测定。3
条香蕉为 1次重复 , 每处理重复 3次。使用日本岛津 GC17A型气相色谱仪测定呼吸速率 ; 用 KM21型和
KM25型硬度计 (日本产 ) 测定果实硬度 (每条果实在距果顶和果尾 1 /3横切面处测定 10个值 , 取平均
值 )。SPS活性测定参照 Eduardo等〔4〕和赵智忠等〔5〕的方法并做了改进 : 总反应体系 60μL中含酶提取液
20μL和缓冲液 40μL 〔含 50 mmol·L - 1 Hepes2KOH (pH 715)、1 mmol·L - 1NaF、5 mmol·L - 1 fructose2
62phosphate、10 mmol·L - 1 UDP2glucose、15 mmol·L - 1 glucose262phosphate和 15 mmol·L - 1MgCl2 〕, 以
产生蔗糖的量计算 SPS活性 (mmol·h - 1 ·kg- 1 FM)。果实蔗糖含量用 HPLC法测定 , 进样量 20μL, 碳
水化合物柱 , 流动相 (乙腈∶重蒸水 = 70∶30) , 流速 018 mL·m in - 1 , 柱温 25℃, 156示差检测器 , Sys2
tem Gold Software控制及数据处理系统。制作标准曲线所用样品及酶反应所用底物为 Sigma公司产品 ,
其余为国产分析纯试剂。采用 Excel 2000、Sigmap lot 8102和 SAS软件统计分析并作图。
2　结果分析与讨论
211　采后香蕉果实蔗糖磷酸合成酶 ( SPS) 活性和呼吸速率的变化
从图 1可以看出 , 抑制成熟 (加乙烯吸收剂 ) 处理不但极显著延迟了果实呼吸高峰的出现 ( P <
0101) , 而且明显抑制了 SPS的活性 , 就酶活性峰值来看 , 正常成熟 (对照 ) 和抑制成熟的果实 SPS
活性峰值分别是 58106和 32114 mmol·h - 1 ·kg- 1 FM; 抑制成熟的果实高峰比正常果实推迟 3 d出现。
促进成熟 (丙烯 ) 处理极显著促进了果实呼吸速率的提高 ( P < 0101) , 同时也影响了 SPS活性 , 酶
活性高峰比对照提前了 9 d, 这与 Hubbard等〔6〕用乙烯催熟的结果一致 ; 但其活性峰值却比对照低
34180 mmol·h - 1 ·kg- 1 FM。3种处理的果实 , 其 SPS活性高峰都出现在呼吸高峰之前 , 推测 SPS活
性的提高可能为果实的呼吸作用提供一定的物质基础 , 可能对呼吸跃变起到一定的上游调控作用。
图 1　香蕉果实后熟中 SPS活性和呼吸速率的变化
F ig. 1　Changes in SPS activ ities and resp ira tion ra te dur ing banana r ipen ing
212　采后香蕉果实硬度的变化
图 2表明 , (1) 随着贮藏时间的延长 , 果实硬度逐渐降低 , 对照果实的硬度从 12 d起快速下降 ,
而抑制成熟处理的果实从 28 d才开始明显下降 , 促进成熟处理的果实采后 4 d内硬度已下降了 80% ,
三者间差异极显著 ( P < 0101) ; (2) 对于正常成熟和抑制成熟的果实 , 其硬度快速下降的时间正是
SPS活性快速升高的时间 (采后第 12天和第 50天 ) ; ( 3) 丙烯处理后果实硬度一直下降的趋势与
SPS活性上升的趋势相吻合。这些变化暗示 SPS活性与果实硬度的变化可能有密切的关系。
213　采后香蕉果实蔗糖积累的变化
多数研究者认为 SPS与蔗糖之间存在显著的正相关关系〔7～9〕。在香蕉果实后熟中 , 蔗糖含量不断
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　5期 李 　雯等 : 蔗糖磷酸合成酶与香蕉果实成熟、衰老的关系 　
增加 (图 3) , 对照果实从 18 d以后快速增加 , 并于 25 d时达到高峰 (90167 mg·g- 1 FM ) , 之后则
下降 ; 抑制成熟处理的果实显著抑制了蔗糖的积累 ; 而促进成熟的果实蔗糖含量在采后第 2天就已明
显增加 , 第 6天达到高峰 (120171 mg·g- 1 FM )。这 3种处理的果实 , 其 SPS活性的高峰出现在蔗糖
积累高峰之前或者同时出现 (图 1, 3) , 说明蔗糖的积累与 SPS活性变化有密切联系 , 当蔗糖积累到
较高水平后 SPS活性即开始下降 , 这可能是由于蔗糖积累到一定水平时即对 SPS产生反馈抑制的作
用 , 这与张玉等在猕猴桃上的研究结果〔10〕一致。
图 2　香蕉果实后熟中果实硬度的变化
F ig. 2　Changes in fru it f irmness dur ing banana r ipen ing
图 3　香蕉果实后熟中蔗糖积累的变化
F ig. 3　Changes in sucrose accum ula tion dur ing banana r ipen ing
　　总之 , 香蕉果实成熟衰老的过程极其复杂 , SPS在其中起着重要作用 , SPS与其它几种糖代谢相
关酶之间的内在关系还有待深入研究。
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