全 文 ：园 艺 学 报 2008，35(7)：945—950
Acta Horticuhurae Sinica
利用叶绿素荧光预测水蜜桃果实冷害的研究
杨虎清，周存山，霍艳荣，庞林江，王允祥
(浙江林学院农业与食品科学学院，浙江临安 31 1300)
摘 要：采用叶绿素荧光技术检测冷藏条件下水蜜桃冷害发生进程 中初始荧光 (F0)、最大荧光
(Fm)、可变荧光 (Fv=Fm—Fo)、光化学效率 (Fv／Fm)等叶绿素荧光动力学参数的变化，分析了叶绿
素荧光参数与果肉出汁率的相关性以及与呼吸作用的关系。研究结果表明，在冷藏过程中，叶绿素荧光参
数都呈下降趋势，冷害发生以后，Fm和 Fv／Fm下降速度加快，而中途加温处理能够缓解 Fm和 Fv／Fm的
降低。同时，Fm和 Fv／Fm与果肉出汁率之间存在显著的正相关，利用测定 Fm和 Fv／Fm能够初步预测冷
害的发生情况。
关键词：桃；叶绿素荧光；絮败 ；成熟；冷害
中图分类号：S 662．1 文献标识码：A 文章编号：0513．353X (2008)07-0945-06
Chlorophyl Fluorescence as a Tool to Predict Formation of Chiling Injury of
Peaches in Storage
YANG Hu-qing，ZHOU Cun-shan，HUO Yan-rong，PANG Lin-jiang，and WANG Yun-xiang
(School ofArgriculture and Food Science，Zhejiang Forestry Colege，Linan，Zhefiang 311300，China)
Abstract：Chlorophyll fluorescence parameters(Fo，Fm and Fv／Fm)were measured by Portable Chlo-
rophyl Fluorometer when peaches[Prunus persica(L．)Batsch]were stored at 0 oC．Extractabe juice and
respiration rate of peaches were also measured during the period of storage．At last，we assessed the relation-
ships among chlorophyll fluorescence parameters，respiration rate and storage time．The results showed that all
chlorophyll fluorescence parameters declined with the progress of fruit ripening， where Fm and Fv／Fm de-
clined more quickly when chilling injury happened．But intermitent warming at 20 oC for 36 h after 10 days
storage can prevent Fm and Fv／Fm decline．Fm and Fv／Fm showed the best correlation with changes of ex-
tractabe juice．This suggested a relationship between the fluorescence and formation of chiling injury．Chloro．
phyl fluorescence as a tool may predict formation of chiling injury of peaches in storage．
Key words：peach；chlorophyl fluorescence；wooliness；maturation；chiling injury
桃不耐贮藏，采后常温下5～7 d开始软烂，低温可明显延长贮藏期，但是在8~C以下低温贮藏时
容易发生冷害，以致果实食用品质下降甚至不能食用 (Ben Arie&lavee，1971；Lil et a1．。1989)。
减轻桃冷害的先期研究主要集中在间歇升温或气调贮藏措施 (Crisosto et a1．，1999；茅林春和张
上隆，1999；汪沂 等，2000)，但这些研究目前多停留在试验阶段，桃的产业化贮运保鲜问题依然没
有彻底解决。
桃遭受冷害后，冷害症状在低温贮运过程中并不立即显现，而是在果实出库升温后的货架期中才
表现出来。目前生产上一般根据经验观察和理化测定来判断冷害，判定结果的不确定性和滞后性经常
收稿日期：2008—03—21；修回日期：2008—05—15
基金项目：浙江省自然科学基金项目 (Y30448)；浙江林学院科研发展基金项目 (2006FR047)
}通讯作者 Author for corespondence(E—mail：wyx@zjfc．edu．ca)
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园 艺 学 报 35卷
导致重大的经济损失。
因此，研究非破坏性获取果实采后生理状态和健康评价的新方法和新理论，对于提前预测冷害的
发生和发展程度，制定合理的贮运流通方案，减少采后损失具有重要意义。
叶绿素荧光测定技术可快速、灵敏、非破坏性地探知植物体内生理状态。叶绿素荧光主要是由植
物 PSⅡ发出的，而植物本身的生理变化如衰老，或者低温胁迫都能够直接或间接的影响植物 PSⅡ的
功能，因此植物体叶绿素荧光的变化可以在一定程度上反映环境因子对植物的影响 (Maxwel&John—
son，2000)。
叶绿素荧光诱导动力学分析技术在果蔬贮藏方面的研究和应用在国外已经广泛开展 (DeEl et
a1．，1999；Toivonen& DeEl，2001)。作者采用叶绿素荧光技术检测桃冷害发生进程中初始荧光
(Fo)、最大荧光 (Fm)、可变荧光 (Fv=Fm—Fo)、最大光化学量子产量 (Fv／Fm)等叶绿素荧光
参数的变化，分析其与果肉出汁率、呼吸高峰的关系，以期寻找可用作反映冷害发生程度的灵敏探测
指标，为研究桃冷害控制技术提供科学依据。
1 材料与方法
1．1 材料与处理
2007年6月 12日于浙江临安市天 目山果园采摘硬熟期的 ‘白凤 ’桃 [Prunus persica(L．)
Batsch]果实。采收后立即运往浙江林学院农业与食品科学学院实验冷库，置于 (0-41)cC预冷。
取大小和色泽相似、无损伤的果实，随机分成两组，每组 90个。分别装人普通瓦椤纸箱，贮藏
在 (0-41)cC、90％ ～95％相对湿度的冷库中。其中一组果实冷藏到 10 d时转移到 20 cC的培养箱加
温处理 36 h后再放回到冷库中，另一组冷藏24 d。
定期测定各项指标，每次取果5个，重复 3次。
1．2 测定项 目及方法
叶绿素荧光的测定：参考 Ilana(2004)的方法，采用 FMS2脉冲调制式荧光仪 (Hansatech，英
国)测定。固定测试头与果实之间的距离，在果实赤道线两侧选择两个相对的位点作为每次的测定
位置。测定前果实均经过暗适应 30 min(用黑色的毛巾覆盖)，然后照射检验光 (<0．1 I~mol·m
· s。。)，再照射饱和脉冲光 (3 000 I~mol·m ·s。。)，依次测定初始荧光 (Fo)、最大荧光 (Fm)、
可变荧光 (Fv=Fm—Fo)、光化学效率 (Fv／Fm)。
呼吸速率的测定：采用 GXH一305型红外线 CO 分析仪测定，结果以 CO mL·h～ ·kg。。FM表
示，重复3次。
果肉出汁率的测定：参照 Buescher和 Furmanski(1978)的方法，称取 10个果肉块 (直径6 mm，
厚6 mm)，装人垫有吸水棉的离心管中，1 500×g离心 10 min。以果肉块离心后的失重率作为出汁
率。
采用 SPSS 10．0统计软件进行数据整理与分析，当P<0．05时，表示差异显著。
2 结果与分析
2．1 冷藏过程中叶绿素荧光参数变化
在冷藏过程中，各个叶绿素荧光参数都呈下降趋势。
Fo在贮藏的前 12 d变化比较平缓，12 d以后不加温处理的果实下降加快，由0．408降到0．1224
(图 1，A)。
Fm在贮藏初期缓慢下降，在贮藏 12 d以后不加温处理的果实下降速度加快 ，显著 (P<0．05)
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7 期 杨虎清等 ： 利用 叶绿 素荧光预测水蜜桃果实冷害的研 究 94 7
低于加温处理 果实 (图 1 ， B )。
加温 处 理 果实 的 F v／F m 在贮 藏期 间变化相对平稳 ， 而 不 加温处 理 果实 F v／F m 始终呈 下 降趋势 ，
贮藏 12 d 以后 降低速度加快 ， 与不 加温果实之 间形成显 著 (P < 0． 05 ) 差异 (图 1 ， C )。
2． 2 叶绿素荧光参数与呼吸速 率的关 系
呼吸作用是 一 切生 活细胞所共有 的生命活动 ， 是新陈代谢 的 一 个重要组 成部分 。 冷藏过程 中桃果
实的呼吸速率逐 步增加 ， 到 12 d 时达 到 呼 吸高峰 (18． 6 m L ? h
～
? b — F M )， 之 后 迅 速 下 降 。 F 0 、
F m 、 F v／F m 在冷藏初期缓慢下 降 ， 达 到呼吸高峰 以后 叶绿素荧光参数迅 速降低 (图 2)。
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图 1 叶绿 素荧光参数变化
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param eters du ring storage
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0． 5
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图 2 叶绿 素荧光 参数 与呼 吸速率 、
贮 藏 时 间 曲面 图
F ig． 2 S u rface plotofchlorophyllfluorescence param eters
V s respiration rate ． storage tim e
2． 3 果 肉出汁率的变化
一 般认 为 ， 果 肉出汁率是检验桃果实絮败程度的合理 方法 (von M ollendorf ＆ de V illiers ， 1988)
本试验 中 ， 低温连续贮藏 12 d 内 ， 桃果实的出汁率缓慢上 升 ， 冷藏 12 d后 则快速下 降 ， 表 明冷害 已
r
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经发生；而果实经过加温处理以后，出汁率不断升高 (图3)。
0 4 8 l2 l6 20 24
贮藏时问／d
Days of storage
图3 果肉出汁率的变化
Fig．3 Change of extractabe juice during storage
2．4 叶绿素荧光参数与果肉出汁率相关性分析
中途不加温桃 Fm和 Fv／Fm与果肉出汁率变化呈正相关，F0与果肉出汁率的相关性不显著 (表
1)，而中途经过加温处理以后，果肉出汁率与叶绿素荧光参数变化相关性均不显著。说明冷害的发
生对叶绿素荧光产生显著影响。
表 1 不加温处理桃果肉出汁率与叶绿素荧光参数变化的相关性分析
Table 1 Correlations between extractable juice and chlorophyl
fluorescence parameters under no warming treatment
注： 差异显著，P<0．05。
Note： indicated significant diference at P<0．05 level
3 讨论
叶绿素荧光技术是一种快速检测技术，精确度极高 (DeEl et a1．，1999)。在室温条件下，叶绿
体发射的荧光信号绝大部分来自光系统Ⅱ (PSⅡ)天线色素蛋白复合体的叶绿素 a，而叶绿素 a的荧
光强度主要取决于 PSⅡ电子受体 Q 的氧化还原状态。F0的大小与激发光的强度和叶绿素含量有关，
是一个纯物理过程。Fm是最大荧光产量，是 PSⅡ反应中心完全处于关闭时的荧光产量。Fv／Fm是最
大光化学量子产量。它反映 PSⅡ反应中心的光能转化效率 (van Kooten&Snel，1990)，在非胁迫条
件下该参数的变化极小，胁迫条件下则明显下降。因此，叶绿素荧光能直接反映绿色植物组织的生理
代谢状况 (Maxwel&Johnson，2000)。
果实在衰老过程中，两个主要因素可以影响其叶绿素荧光的变化，一是单位叶绿素光合反应能力
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7期 杨虎清等：利用叶绿素荧光预测水蜜桃果实冷害的研究 949
的丧失，导致 PsⅡ活性减少 (Smilie et a1．，1987)；另一个是叶绿素含量下降，影响总体叶绿素的荧
光水平 (Sanxter et a1．，1992)。本试验在桃冷藏初期，F0、Fm、Fv／Fm都呈下降趋势，冷藏 12 d以
后，果实开始发生冷害，Fm、Fv／Fm下降速度加快；加温处理可以缓解叶绿素荧光参数下降。可以
推断叶绿素分解引起叶绿素荧光参数下降，或者是由于果实成熟过程中叶绿体结构解体，导致荧光参
数下降。Ilana等 (2004)在番木瓜叶绿素荧光测量中也得到相同结果。Mir等 (1998)认为果实衰
老过程中Fv／Fm下降，表明叶绿体功能已经严重受损。
一 般认为，胁迫条件下 Fv／Fm参数明显下降。在桃冷藏过程中，果肉出汁率与叶绿素荧光参数
Fm、Fv／Fm之间表现出显著的正相关，表明冷害的出现是导致 Fm、Fv／Fm下降的直接因素，而加温
处理可以缓解冷害发生 (茅林春 等，1999，2000)，所以加温处理的桃 Fm、Fv／Fm变化不显著。van
Kooten等 (1992)发现黄瓜在 10—13℃贮藏 2周，Fv／Fm没有发生变化，但如果贮藏在4—7℃，
Fv／Fm显著下降，随后果实表现出明显的冷害症状。Lufie等 (1994)将辣椒在2℃贮藏，在果实出
现冷害症状以前，Fv／Fm下降90％。这个结果表明叶绿素荧光技术是观察果实内部冷害胁迫反应的
无损伤的理想方法。
叶绿素荧光参数变化与果实呼吸作用也存在密切关系。本试验中发现，在呼吸跃变前，Fo、Fm、
Fv／Fm变化不显著，而跃变之后叶绿素荧光参数迅速下降，Song等 (1997)在研究苹果叶绿素荧光
变化时也发现同样的结果。表明叶绿素荧光技术可以探测果实内部的生理生化变化。
本试验初步证明桃冷害与叶绿素变化存在一定的相关性。但是，果实叶绿素荧光参数还受到品
种、温度、组织老化程度、环境胁迫等多种因素的影响 (DeEl et a1．，1999)。因而，利用叶绿素荧
光参数来预测果实冷害状况还需要进一步深入研究。
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