全 文 ：园 艺 学 报 2007，34(6)：1525—1530
Acta Horticulturae Sinica
梨果实贮藏中可溶性果胶和半纤维素分子结构的变化
朴一龙h，赵兰花 ，黄龙洙
( 延边大学农学院，吉林龙井 133400； 韩国忠南大学植物资源学部园艺学科，韩国大田 305-764)
摘 要：为了解分子结构变化与耐藏性的关系，以耐贮性不同的苹果梨和新高梨为试材 ，利用 Uhrogel
AcA 22凝胶柱渗漏分离，比较了梨贮藏中可溶性果胶和半纤维素分子大小的变化。结果表明，苹果梨的半
纤维素分子大于新高梨。在贮藏过程中，耐贮性强的苹果梨果实可溶性果胶分子大小变化不明显，但半纤
维素分子明显变小。相反，新高梨的可溶性果胶分子明显变小，而未观察到半纤维素分子大小的变化。说
明梨的耐贮性与可溶性果胶分子结构变化及半纤维素分子大小有关，而与半纤维素分子结构变化没有直接
关系。
关键词：梨；贮藏；可溶性果胶；半纤维素；分子大小
中图分类号：S 661．2 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2007)06．1525-06
Changes in M olecular Structure of Soluble Pectin and Hemicelulose During
Storage of Pear Fruits
PIAO Yi．1ong’’
， ZHAO Lan．hua ，and HWANG Yong．SO0
( Agricultural College of Yanbian University，Long]ing，Jilin 133400，China； Division ofPlant Science and Resources，Chung—
nan National Univemi@，Daejeon 305-764，Korea)
Abstract：To study the relation between molecular structure and storage potential of pear fruit，the
‘Pingguoli’and ‘Niitaka’ species that have different storage potentia1．were used as materials f0r compa-
ring the size change in pear soluble pectin and hemicellulose during storage stage using Ultrogel AcA 22 gel fil-
tration profile method．The results showed that the hemieellulose size of ‘Pingguoli’ signifcantly bigger than
that of ‘Nitaka’．The soluble pectin molecular size in ‘Pingguoli’ was not signifcantly different in during
storage stage，but the molecular size of hemieelulose significantly changed smaller．Instead，the soluble pec-
tin molecular size of ‘Niitaka’ significantly changed smaller，at the same time without changes in the molec-
ular size of hemieelulose．So the pears storage potential was related to the changes of molecular structure of
soluble pectin and molecular size of hemicellulose，without direct relation to the molecular structure of hemi-
cellulose．
Key words：Pear；Storage；Soluble pectin；Hemieellulose；Molecular size
苹果梨是吉林省的梨主栽品种，耐贮性 (8～9个月)很强 (荆子然和金东权，1989)；新高梨
在韩国是主栽品种，但耐贮性 (3～5个月)相对较弱 (Kim et a1．，1997)。
果实的软化与细胞壁结构变化密切相关。影响植物组织软化的较重要的酶有多聚半乳糖醛酸酶
(polygalacturonase，简称PG)、B一半乳糖苷酶 (B．galactosidase，简称 B—Ga1)、果胶甲基酯酶 (pectin
methyl esterase，简称 PME)等 (Huber，1983a)。B．Gal是水解果胶支链分子半乳聚糖的酶，PME起
到切除果胶的甲基使之转换成果胶酸的作用。总之，在细胞壁分解酶的作用下细胞壁成分分子结构发
生变化，意味着果实细胞壁瓦解，也就是果实的软化，所以细胞壁成分分子结构容易发生变化的果实
收稿 日期：2007—07—26；修回日期：2007一l0一l6
} E—mail：piaoly@ybu．edu．CB
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园 艺 学 报 34卷
的耐贮性差，反之耐贮性强。
国外研究表明，PG活性高的番茄等果实在组织软化的同时伴随着果胶分子量的变化，并认为这
与组织的软化有直接关系 (Huber，1983b)；而在苹果和葡萄等果实软化中未观察到果胶分子量的变
化 (Hwang et a1．，1990；Chun et a1．，1999)；柿在成熟和软化过程中可溶性果胶的分子变小 (Kang
et a1．，1998)；日本梨 ‘丰水’在成熟过程中由 p—Gal酶作用使水溶性果胶分子变小 (Kim&Byun，
1995)，‘长十郎’梨水溶性果胶的分子量在成熟期比未成熟期大 (Moriguchi et a1．，1995)。国内对
梨贮藏中细胞壁成分分子结构变化方面的研究较少，特别是对苹果梨细胞壁成分分子结构变化方面未
见报道。
为了研究梨贮藏中细胞壁成分分子结构的变化，于2001—2002年以耐贮性和生理生化特性不同
的苹果梨和新高梨为试材进行本试验。
1 材料与方法
1．1 材料
试验于2001—2002年在韩国忠南大学进行。以韩国农村振兴厅罗洲梨研究所梨试验圃的苹果梨
( bretschneideri Rehd．‘Pingguoli’)和新高梨 (Pyrus pyrifolia Nakai‘Nitaka’)为试材，选择树
冠大小和树势相对一致的 19年生树各 lO株进行采样。两品种的土壤条件和管理情况完全相同。试验
用果实于 2001年 1O月 19日 (完熟期)采收，采后立即运回实验室。挑选大小均匀，成熟度一致，
无机械损伤和无病虫害的果实装入硬质塑料带孔箱，在 lO~C条件下经一周的预冷处理后于 (1±
0．5)℃、相对湿度99％ ±0．5％条件下贮藏。每 60 d随机取果实 1O个，重复3次。取得的鲜果洗净、
切分、液氮处理后，置 一80~C超低温冰箱中保存待用。
1．2 乙醇不溶性物质的提取
冷冻果肉组织在乙醇中搅碎，然后在 IO0~C的水浴锅中煮沸，冷却至室温后用微孔布过滤，残渣
依次用乙醇和丙酮反复洗净，得到的粉末在35~(2条件下干燥 24 h即可 (Hwang et a1．，1990)。
1．3 EDTA溶解性果胶的提取和凝胶渗漏分离
在 100 mg乙醇不溶性物质 (alcohol insoluble solids，AIS)中加入 100 mmol·L 的醋酸盐缓冲液
(pH 5．0，含20 mmol·L 的EDTA)100 mL后搅拌 4 h，经过滤所得的果胶在 7O一8O℃条件下减压
浓缩至 20—30 mL，浓缩液用透析膜 (MW cut—of 12 800纤维素膜，Sigma)在 100 mmol·L 醋酸盐
缓冲液 (pH 5．0)中透析 24 h(透析液更换 1次)。透析液再次浓缩成 1 mg·mL 浓度。在 Ultrogel
AcA 22(分馏法：100 000—1 200 000)凝胶柱中注入2 mL浓缩的果胶，利用 100 mmol·L 醋酸盐
缓冲液 (pH 5．0，含3 mmol·L 的EDTA)渗漏分离，每个试管分装2 mL渗漏液。从渗漏开始记录
分装号。每个试管分装的溶液利用 Blumenkrantz和 Asboe—hanson(1973)的方法测定果胶含量，利用
酚一硫酸法 (Dubois et a1．，1956)测定糖含量 ，然后换算成为分布百分数。通过标准分子量的化学
物质渗漏确定分装试管中的分子大小分布。
1．4 半纤维素的提取和凝胶渗漏分离
在 100 mg AIS中加入 100 mmol·L 的钠一磷酸缓冲液 (pH 6．5，含 20 mmol·L 的 EDTA)
150 mL后煮沸30 min，然后用微孔布过滤并依次用 150 mL的提取缓冲液、500 mL的蒸馏水洗涤。残
渣里加入4 mol·L NaOH (含 NaBH 6 mg·mL )20 mL提取 4 h，重复提取 1次，滤液为半纤维
素。用醋酸酐调提取物的pH值至5—6，然后依次在常温下的自来水、4~C下10％的甲醇、4~C的蒸馏
水中各透析 24 h(透析液更换 1次)。透析液浓缩及凝胶渗漏分离方法同 EDTA可溶性果胶，不同的
是渗漏液用 100 mmol·L 钠一磷酸缓冲液 (pH 6．5，含3 mmol·L 的 EDTA)。通过标准分子量的
化学物质渗漏确定分装试管中的分子大小分布。
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6期 朴一龙等：梨果实贮藏中可溶性果胶和半纤维素分子结构的变化
2 结果与分析
2．1 可溶性果胶分子大小的变化
2．1．1 苹果梨
标准分子量的化学物质渗漏结果表明，l8号分装试管的分子量大小为 2 000 kDa，33号分装试管
的分子量大小为162 kDa，下同。为了提高果胶的提取量，在AIS中加人 EDTA进行提取。由图1可
见，苹果梨在贮藏初期 (0 d)可溶性果胶分子分布的高峰不明显，主要在2 000 kDa与 162 kDa之
间，少部分分布在小于 162 kDa区段；而贮藏 60 d在 2 000 kDa附近可观察到明显的大型分子集中分
布高峰，贮藏120 d大型分子集中分布比率有所减少，但不明显。
20
e l5
姜耋 。
l 2 oo kid l 162kD
l5
Fig． 1
20 25 30 35 40 45
分装号 Practi0n number
图1 ‘苹果梨’果实可溶性果胶 (520 nln)的分子量分布
Molecularm麟 distribution of soluble pectin l520 nn1)of‘PingguoU’pertfruits
由图2可见，可溶性果胶糖含量出现两个分布高峰，一个在 2 000 kDa附近，另一个在小于 162
kDa区段。贮藏过程中两个分子量分布高峰均明显向左移动，但贮藏 120 d的移动程度稍次于贮藏 60
d。说明贮藏初期低分子量的果胶糖分子比巨型大分子的果胶糖分子分布多。而贮藏中、后期高分子
量的果胶糖增多，低分子量的果胶糖减少。
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姜=詈 o
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l5 20 25 30 35 40 45
分装号 Practi0n number
图2 ‘苹果梨’果实可溶性果胶糖 l490 nln)的分子量分布
Fig．2 Molecular mass distribution ofsoluble pectin sugar(490 nln)of‘Pingguoli’peRr fruits
本研究人为确定了苹果梨的成熟期，果胶分子量在贮藏后期增加可以理解为这些果实处于内在成
熟合成过程。这与 ‘长十郎’梨水溶性果胶的分子量在成熟期比未成熟期大的结果 (Moriguchi et
a1．，1995)相一致。苹果梨贮藏30 d时乙烯释放量和呼吸率急剧增加 (Piao et a1．，2003)的事实说
明本试验中确定的苹果梨的采收期很可能是生理成熟期。
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6期 朴一龙等 ：梨果实贮藏中可溶性果胶和半纤维素分子结构的变化 1529
苹果梨半纤维素大分子分布比率的大幅减少说明在贮藏过程中大分子的半纤维素大量分解为低分
子的半纤维素。半纤维素的这种变化比果胶的变化明显，说明苹果梨半纤维素结构随老化而发生了较
大的变化。
2．2．2 新高梨
与苹果梨相反，新高梨在贮藏中未观察到半纤维素分子量的变化 (图6)。可见，苹果梨和新高
梨果实在老化过程中细胞壁结构变化在形态上有很大差异。
分装号 Practi0n number
45
图6 ‘新高梨’果实半纤维素 (490 ln1)分子量分布
Fig．6 Molecular mass distributing of hemicelulose(490 nm)of‘Nitaka’pear fruits
Huber(1984)研究认为草莓果实发育过程中半纤维素的结构变化与果实发育无关。从苹果梨和
新高梨的贮藏性考虑，半纤维素的分子量变化与梨的贮藏性很难联系起来，但似乎与贮藏初期半纤维
素的分子大小有关。
3 讨论
在贮藏中，耐贮性强的苹果梨的可溶性果胶分子大小变化不明显，但耐贮性相对较弱的新高梨的
可溶性果胶分子明显变小，说明梨的耐贮性与可溶性果胶分子结构变化有关。
在贮藏初期，耐贮性强的苹果梨的半纤维素分子明显大于新高梨，苹果梨的半纤维素分子在贮藏
过程中明显变小，但耐贮性相对较弱的新高梨的半纤维素分子大小变化不明显，说明梨的贮藏性与半
纤维素的分子大小有关，而与半纤维素的分子结构变化似乎没有直接关系。
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芦笋两性株利用的初步研究
陈光宇 ，周劲松，汤泳萍，罗绍春，占丰溪，尹富强
(江西省农业科学院生物工程中心，南 昌330200)
Preliminary Utilization on the Andromonoecious Plants of the Asparagus
CHEN Guang-yu’，ZHOU Jin-song，TANG Yong—ping，LUO Shao-chun，ZHAN Feng-xi，and YIN Fu-qiang
(Biotechnology Cen~r，Jiangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanchang 330200，China)
关键词：芦笋；两性株 ；两性花
中图分类号：S 644．6 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2007)06—1530-01
芦笋两性株是一种特别珍贵的种质资源。
芦笋雄株因不结种子而消耗养分较少，产量 比同期相 同生长条件 的雌株高出 25％ 以上。可以从芦笋两性株
(Mm) 自交 (Mm×Mm--*1MM+2Mm+1mm即 3 6+1早)后代群体中筛选出超雄株 (MM)，以它作为杂交父本进行
芦笋全雄育种 (mm×M — m，后代全部为雄株)，以提高芦笋产量。两性株的存在使得芦笋有可能像雌雄同花或同
株作物一样进行遗传与育种研究，例如两性株通过自交可获得 “纯系”。
以第3届国际芦笋品种区域试验中国区内36个芦笋新品种为试验材料，对其中的两性株进行调查并进行初步利
用研究。在芦笋盛花期，对所有雄株按单株选取其上部4～5朵花，在Laica S6D立体显微镜下进行形态观察并拍摄成
像，具两性花特征的单株被视为两性株，坐果后进一步观察，能结果的雄株也确定为两性株。所有结果雄株的种子均
按单株采收，播种移栽，构建两性株s。群体，并在开花后对其中雄性单株进行测交。
观察发现，两性花具有 6枚发育正常的雄蕊 ，还有发育程度不同的雌蕊，有柱头和子房，但子房比普通雌花小；
两性株结果极少，一般每株不超过10个果，且易脱落，果实较小，椭圆形，不够饱满，果柄处往往有较长干瘪的残
留花药；果实内所含种子很少，一般 1～3粒，6粒的很少 ，有的没有种子；种子种皮有的不全，有的甚至无种皮，裸
露呈白色，粒小，不饱满，发芽率低。
调查确认了芦笋两性植株共37株，收集其 自交种子构建了 157株芦笋两性株 S。群体 ；以 ‘Backlim’的 112株两
性株s．群体作为试验样本，对芦笋性别决定基因进行遗传分析，其中雄性80株，雌性32株，经卡平方测验，其结果
符合 1对等位基因差异所表现的3：1的分离比例 (X =1．7500
截至2007年上半年，对芦笋两性株s。群体中提前开花的70株雄株进行了测交，已收获杂交种子，待2007年下
半年播种成苗后，按单株提取DNA，进行分子标记检测，苗期快速鉴定植株性别，统计性别分离比例，筛选超雄株；
从2006年秋季提前测交的4株雄株中，已筛选鉴定出 1株超雄株，以它作为父本与6株优选的雌性单株配组杂交，
共6个组合，已收获杂交种子，近年有望经进一步组合比较试验，培育出我国第一个芦笋全雄品种。
此外，还通过 ‘BackIim’中的两性株连续自交2代，获得了该品种的s 后代，拟连续自交5—6代来构建芦笋两
性株 “纯系”。
收稿日期：2007—07—26；修回日期：2007—10一O8
基金项目：江西省自然科学基金项目 (0630108)；江西省科技攻关计划项 目；江西省农科院2006年院长基金项目
E—mail：genebksh@ hotmail．com
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