全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (1) : 165～170
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 03 - 11; 修回日期 : 2004 - 06 - 25
基金项目 : 教育部博士点基金资助项目 ( 20020307038) ; 南京农业大学与 Rohm and Haas Japan K K协议研究项目 ; 上海农委
“四新”技术推广项目 (2004)3 通讯作者 Author for correspondence
12M CP延缓观赏植物衰老的研究与应用
翟进升 1, 2 　郭维明 13 　周　凯 1 　郑　泉 1
(1 南京农业大学园艺学院 , 南京 210095; 2 阜阳师范学院生物系 , 阜阳 236032)
摘 　要 : 12MCP (1 -甲基环丙烯 ) 是一种新型乙烯作用抑制剂 , 能有效地抑制内源和外源乙烯对植物
的作用 , 延缓乙烯诱导的器官衰老和脱落。本文综述了 12MCP的作用机理和在观赏植物上的研究与应用现
状以及最新进展。
关键词 : 12MCP (1 -甲基环丙烯 ) ; 乙烯 ; 观赏植物 ; 衰老 ; 切花 ; 盆花
中图分类号 : S 68　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0120165206
Studies and Applica tions of 12M CP on D elay ing O rnam enta l Crops Senescence
Zhai J insheng1, 2 , Guo W eim ing13 , Zhou kai1 , and Zheng Quan1
( 1 Hortcultural College, N anjing A gricultural U niversity, N an jing 210095, China; 2D eportm en t of B iology, Fuyang Teachers
College, Fuyang 236032, China)
Abstract: 12MCP (12methylcyclop ropene) is a new inhibitor of ethylene binding, which inhibit effec2
tively the action of endogenous or exogenous ethylene on p lants and delay ethylene2induced senescence and ab2
scission of p lant organs. The action effects and physiological mechanism s of 12MCP, the status of studies and
app lications of 12MCP on ornamental p lants, and current researches of ethylene binding inhibitor were re2
viewed in this paper.
Key words: 12Methylcyclop ropene; Ethylene; O rnamental p lant; Senescence; Cut flowers; Potted
flowers
观赏植物的外在和内在品质是其商品价值的重要指标 , 这些指标常受内外源乙烯含量的影响而降
低 , 表现为叶片黄化和脱落 , 花蕾、花瓣萎蔫与脱落〔1〕。采后贮运过程中的环境胁迫 , 如高低温、光
照、水分不足及创伤等 , 均将不同程度地诱导内源乙烯的产生〔2～4〕。设施、销售和观赏环境中的外源乙
烯 , 如汽车尾气、燃料的不完全燃烧、成熟果蔬采后跃变乙烯的生成等 , 都能加速观赏植物的衰老与器
官脱落〔3, 4〕。因此 , 抑制采后乙烯的生成和作用 , 是延缓观赏植物衰老研究及技术的重要内容。
1　乙烯合成和作用抑制剂
乙烯抑制剂可分别阻滞乙烯的合成和作用 , 有效延缓观赏植物的衰老和脱落 , 延长切花采后寿命
和盆花观赏期〔1, 2〕。研究证实 , 一些化合物如氨氧乙烯基甘氨酸 (Am inoethoxy2vinyl2glycine, AVG)、
氨氧乙酸 (Am inooxyacetic acid, AOA) 和水杨酸 ( Salicylic acid, SA ) 等均可抑制乙烯的合成〔1, 2〕,
但因其成本高和安全性等问题 , 尚未大量投入应用。同时 , 这些乙烯合成抑制剂并不能阻止外源乙烯
对植物的伤害〔1, 2, 5〕。乙烯与受体结合的作用抑制剂 , 如 2, 5 - 降冰片二烯 (2, 52Nobormadiene, 2,
52NBD) 和重氮基环戊二烯 (D iazocyclopentadiene, DACP) 等 , 能竞争性地与乙烯受体结合 , 达到阻
止乙烯作用的效果〔2, 6〕。但这些化合物存在毒性 , 应用上欠安全 , 不宜投入商业应用。硫代硫酸银
( Silver thiosulfate STS) 中的 Ag+是乙烯受体抑制剂 , 已被广泛地用于观赏植物保鲜上。但由于其毒
园 　　艺 　　学 　　报 32卷
性及对环境的污染 , 许多国家已禁止使用 , 特别是不能用于果蔬保鲜〔2, 6, 7〕。因此 , 园艺作物采后保
鲜的商用新型乙烯作用抑制剂的研究一直倍受关注〔4, 8, 9〕。
2　12MCP等环丙烯类乙烯作用抑制剂的作用模式
近年来 , 大量研究表明 , 1 - 甲基环丙烯 ( 12Methylcyclop ropene, 12MCP) 和其他环丙烯类化合
物都能有效地抑制乙烯的作用 , 且对环境无污染 , 可作为 STS的替代产品〔2, 8～12〕。它们均含有 1个丙
烯环和 1个双键 , 为平面结构 , 可能具有比乙烯更高的双键张力和化合能〔7, 13〕, 可以与受体的金属离
子结合 , 竞争乙烯受体 , 阻止乙烯的作用〔7, 13〕。在这些化合物中 , 12MCP的化学性质更稳定 , 作用效
果更好。常温下 12MCP为气态 , 无毒 , 无味 , 稳定性好 , 使用浓度低 , 已被开发成商用乙烯作用抑
制剂 , 既可用于观赏植物〔2, 9, 14〕, 也可用于果蔬等产品〔15〕。
乙烯与受体的结合可能发生于质膜上 , 通过与蛋白质结合的转运金属 (可能是 Cu+或 Cu2 + ) 而
相互作用 , 且受体蛋白很可能是形成同型或异型二聚体与乙烯结合〔16〕, 并激活一系列与成熟有关的
生理生化反应 , 加速器官的衰老和死亡。与乙烯结构相似的 12MCP亦能发生上述反应 , 但不会引起
成熟或衰老的生理生化反应〔16〕。Sisler等根据大量试验结果提出了配体取代推测模式 (图 1)〔7〕, 该
作用模式包括以下步骤 : (1) 乙烯 ( E) 接近受体之金属离子 , 继而电子被吸附 ; (2) 受体中的一
个配体 (L3 ) 与金属离子分开 , 另一个配体 (L5 ) 及乙烯移向金属离子并与之结合 ; (3) 乙烯与受
体分离 , 乙烯反应被激活 ; ( 4) 12MCP以与乙烯同样的方式发生作用 , 但是 , 它不与复合体分离 ,
因此 , 不能产生乙烯反应。这个模式可以解释乙烯作用抑制剂的许多试验结果。模式中的 L1 , L2 ,
L3 , L4和 L5配体的情况还不清楚 , 但很可能其中一个或几个是由拟南芥 ETR1 基因产物所确定〔17〕。尽
管这个模式还没有证实 , 但它在设计试验阐明受体的作用方式时是非常有效的。
图 1　乙烯 ( A) 和 12M CP ( B) 与乙烯受体作用的推测模式
M: 金属离子 ; E: 乙烯 ; L1 ～L5 : 配体 。
F ig. 1　Proposed m odel for action s of ethylene ( A) and 12M CP ( B) on the ethylene receptor
M: Metal; E: Ethylene; L1 - L5 : L igands.
12MCP与受体的亲和性较乙烯大 10倍 , 而且作用浓度比乙烯低得多。另外 , 12MCP还可以通过
反馈调节而影响乙烯的生物合成〔18〕。
3　12MCP在观赏植物中的研究与应用
311　12M CP对切花保鲜的应用效果
Serek等最早将 12MCP应用于观赏植物的延衰保鲜上 , 并取得了很好的效果〔8, 9, 19〕。据作者不
完全统计 , 目前应用 12MCP进行切花保鲜研究约涉及 30多属 40多个种 (表 1 )。另据报道 , 12
MCP可以阻止外源乙烯诱导的瓶插寿命的降低 , 延长切花采后寿命约达 40%左右 , 最高可达
300%以上〔20〕, 同时 , 提高花朵开放后品质。一些花卉叶片黄化、落花及落果现象被抑制 , 膜透
性的增加被延缓 , 保持较好的水分平衡 , 叶绿素和蛋白质的降解也被抑制。研究还发现 , 大部分
乙烯敏感型花卉对 12MCP均较敏感。M acnish等用 12MCP同时处理了澳大利亚原产的 14种切花 ,
结果表明 12MCP可明显抑制乙烯的作用 , 减少乙烯敏感型花朵的脱落 , 延长采后寿命 , 被认为是
STS的最好替代品〔11〕。
661
　1期 翟进升等 : 12MCP延缓观赏植物衰老的研究与应用 　
表 1　12M CP对不同切花的处理条件和效果
Table 1　Cond ition s and effect of trea tm en t by 12M CP on d ifferen t cut flowers
切花名称
Name
浓度
Concentration
( nL·L - 1 )
处理温度
Tempera2
ture
(℃)
时间
Time
( h)
抗乙烯浓度
Anti2ethylene
concentration
(μL·L - 1 )
效果
Effect
参考文献
Reference
六出花属 A lstroem eria spp 20 20 6 1. 0 防止瓶插寿命降低 9
金鱼草 Antirrh inum m ajus 20 20 6 1. 0 防止瓶插寿命降低 9
宝容木 B oronia heterophylla 10 20 12 10 防止鲜样质量降低及花朵脱落 21
风铃草 Cam panula m edium
‘Champ ion Pink’
800
　
22
　
4
　
增加瓶插寿命
　
22
　
Cham elaucium uncinatum 200 21 6, 13 2. 0 防止蕾、花和叶片脱落 10
飞燕草 Consolido am bigua 20 20 6 1. 0 防止瓶插寿命降低 9
须苞石竹 D ianthus barbatus 20 20 6 1. 0 防止瓶插寿命降低 9
香石竹 D. Caryophyllus
‘Sandra’
0. 6, 1. 7, 3. 3,
5. 8, 20
20
　
6
　
0. 4
　
防止衰老和增加瓶插寿命
　
9
　
香石竹 D. Caryophyllus
‘W hite Sim’、‘Sandra’
5
　
25 ±1
　
12
　
1. 0
　
防止衰老和增加瓶插寿命
　
23
　
香石竹 D. Caryophyllus L. 30 25 ±1 4 增加瓶插寿命 24
满天星 Gypsophila panicu lata
‘Perfecta’,‘Gilboa’and‘Golan’
200
　
20
　
24
　
0. 7
　
延缓开放衰老
　
25
　
亚洲百合 L ilium hybrids
‘Cordelia’,‘Elite’
150
　
20
　
6
　
10
　
增加瓶插寿命
　
26
　
亚洲百合 L ilium spp. 30 25 ±1 增加瓶插寿命 27
铁炮百合 L. longiforum‘Lorena’150 20 6 10 增加瓶插寿命 26
羽扇豆 Lupinus havardii
‘Texas Sapphire’
450
　
15
　
12
　
减少鲜样质量损失 ,减少花朵脱落
　
28
　
紫罗兰 M atth ida incana 20 20 6 1. 0 防止瓶插寿命降低 9
紫罗兰 M. incana 500 20 6 1. 0 增加鲜样质量及瓶插寿命 29
M etrosideros collina 1. 5, 15, 150 20 6 0. 1 延缓雄蕊脱落 30
钓钟柳属 Penstem on‘Firebird’ 20 20 6 1. 0 增加瓶插寿命 9
蝴蝶兰属 Phalaenopsis
‘Herbert Hager’
250
　
22
　
6
　
防止授粉诱导的乙烯生成增加
　
31
　
天蓝绣球 Phlox panicula ta
‘Rembrandt’
25, 250, 500
　
22 ±1
　
6
　
0. 3, 1. 0, 3. 0
　
防止瓶插寿命降低和花朵脱落
　
31
　
现代月季 Rosa hybrida‘Tineke’30 16～23 增加瓶插寿命 32
312　12M CP对盆花延衰的应用效果
对 13属 22种盆栽花卉的研究表明 , 12MCP同样可以抑制乙烯的伤害作用。特别是在因环境胁迫
产生大量乙烯的情况下 , 如黑暗条件下贮运、挤压、高低温及损伤等。应用 12MCP明显地抑制了盆
花的落蕾、落花和落叶现象 , 延长盆花观赏寿命达 3～4倍 (表 2)〔20〕。
表 2　12M CP对盆栽花卉的处理条件和效果
Table 2　Cond ition s and effect of trea tm en t by 12M CP on potted flowers
盆花名称
Name for potted flowers
浓度
Concentration
( nL·L - 1 )
温度
Treatment
(℃)
时间
Time
( h)
抗乙烯浓度
Anti2ethylene
concentration
(μL·L - 1 )
效果
Effect
参考文献
Reference
冬花秋海棠 B egonia ×ela tor
‘Najada’、‘Rosa’
5, 20
　
20
　
6
　
1. 0
　
延缓蕾、花和叶片脱落 ,增加瓶插寿命
　
8
　
球根海棠 B egonia ×tuberhybrida
‘Non2Stop’ 5, 20　 20　 6　 1. 0　 延缓蕾、花和叶片脱落 ,增加产后寿命　 8　
东欧风铃草 Cam panula carpatica
‘Dark B lue’
20, 50, 100
　
20
　
6
　
3. 0
　
增加单花寿命
　
13
　
东欧风铃草 C. carpatica
‘Dark B lue’、‘B lue Clip s’
20, 50, 100
　
21
　
6
　
0. 5
　
延长观赏期和花朵寿命
　
4
　
扶桑 H ibiscus rose2sinensis
(许多品种 Numerous cultivars)
200
　
20
　
6
　
对开放花无影响
　
33
　
761
园 　　艺 　　学 　　报 32卷
续表 2
盆花名称
Name for potted flowers
浓度
Concentration
( nL·L - 1 )
温度
Treatment
(℃)
时间
Time
( h)
抗乙烯浓度
Anti2ethylene
concentration
(μL·L - 1 )
效果
Effect
参考文献
Reference
龙船花 Ixora coccinea
‘B ig Red’
100
　
20
　
8
　
5. 0
　
阻滞骤冷导致的叶片脱落
　
34
　
燕子海棠 Kalanchoe blossfild iana
‘Trop icana’
5, 20
　
20
　
6
　
1. 0
　 延缓蕾、花和叶片脱落 ,延长瓶插寿命
8
　
伽蓝菜属 Kalanchoe‘A lexandria’
‘Debbie’、‘Caroline’、‘Simone’、
‘Jaqueline’、‘Nadia’、
‘Pale Jaqueline’
200
　
　
　
20
　
　
　
6
　
　
　
对产后寿命无影响
　
　
　
35
　
　
　
燕子海棠 K. blossfild iana 0. 5, 2. 5, 5, 10 20 6 3. 0 增加产后寿命 36
百合属 L ilium spp
‘Mona L isa’、‘Stargazer’
500
　
25
　
18
　
2. 0, 5. 0
　
阻止蕾、花迅速脱落
　
37
　
天竺葵 Pelargonium ×hortorum 0. 1, 1. 0 10 3, 6, 12, 24 1. 0 延缓和阻止花瓣脱落 38
蔓性天竺葵 P. peltatum
‘Pink B lizzard’
1
　
22
　
2
　
1. 5
　
延缓花瓣脱落
　
39
　
蝴蝶兰 Phalaenopsis am abilis
‘Formosa Shimadzu’
800
　
23 ±1
　
4
　
2. 0
　 防止萎蔫和脱落 ,增加花朵寿命
40
　
矮牵牛 Putunia hybrida
‘Pink Cascade’
150
　
22
　
6
　
1. 0～12
　
增加单花寿命
　
41
　
蔷薇属 R osa‘Royal’、‘Sunset’ 100 20 6 0. 5 延缓叶片、花蕾和花脱落 3
微型月季 Rosa‘Vanilla’、‘Bronze’ 200 20 6 延缓花朵衰老 42
现代月季 R. hybrida
‘V ictory Parade’
5, 10
　
20
　
6
　
1. 0
　 延缓叶片、花蕾和花脱落
8
　
现代月季 R. hybrida
‘Vanilla’、‘B ronze’
100
　
20 ±1
　
6
　
增加观赏寿命
　
43
　
仙人指属 Schlum bergera truncata
‘Dark Marie’
20, 50, 100
　
21
　
6
　
0. 5
　
增加观赏寿命
　
4
　
313　12M CP对插穗及种球贮运质量的影响
北欧等暖温带地区的花卉生产国 , 每年需要从热带国家海运进口大批插穗 , 由于长期海运期间高
温、高湿及黑暗的影响 , 大大降低了插穗质量。而采用 12MCP预处理可以降低贮运损失 , 减轻叶片
的黄化、脱落及对生根的影响〔12〕。还可防止乙烯诱导的郁金香鳞茎流胶病 (表 3)〔44〕。
表 3　12M CP对插穗和鳞茎的处理条件和效果
Table 3　Cond ition s and effects of trea tm en t by 12M CP on cuttings and bulbs
植物
Plants
浓度
Concentration
( nL·L - 1 )
温度
Tempera2
ture
(℃)
时间
Time
( h)
效果
Effect
参考文献
Reference
菊属 D endranthem a grandiflorum
‘Coral Charm’(插穗 Cuttings)
200
　
20
　
6
　
减少贮藏和未贮藏未生根插穗生根
　
14
　
麒麟叶 Epiprem num pinnatum
(插穗 Cuttings)
200
　
20
　
6
　
减少插穗贮后叶片黄化和质量下降
　
45
　
扶桑 H ibiscus rosa2sinensis
(插穗 Cuttings)
200
　
20
　
6
　
阻滞贮藏导致的未生根插穗叶片黄化
　
14
　
天竺葵 Pelargonium zonale
(插穗 Cuttings)‘Isabel’
200
　
20
　
6
　
阻滞贮藏导致的叶片黄化 ,不影响插穗生根
　
14
　
郁金香 Tulipa gesneriana
(鳞茎 Bulbs)‘Apeldoorn’
　1
　
20
　
16
　
防止外源乙烯诱导的贮藏鳞茎流胶
　
44
　
4　环丙烯类乙烯作用抑制剂研究的新进展和应用前景
近年来的研究证实 , 除 12MCP外 , 许多环丙烯类化合物均能竞争乙烯受体 , 阻止乙烯的作
用〔46, 47〕。Kebenei等以 12MCP为对照 , 比较了 1 - 己基环丙烯 (12Hexylcyclop ropene, 12HCP) 和 1 -
861
　1期 翟进升等 : 12MCP延缓观赏植物衰老的研究与应用 　
辛基环丙烯 (12Oclylcyclop ropene, 12OCP) 拮抗外源乙烯 (2μL·L - 1 )、推迟盆栽长寿花花期的影
响表明 , 200 nL·L - 1浓度下 , 12OCP比 12MCP作用效果更好 , 单花寿命延长 2 d多 , 作用时间更短 ,
适宜温度要求也更低 ; 而 12HCP有效浓度则为 12MCP的 5～10倍 , 但作用时间稍短 , 作用温度则相
近〔48〕。
Sisler等以香蕉为材料 , 分别比较了 CP、12MCP等 18种环丙烯类化合物拮抗乙烯的作用效果 ,
结果表明 , 这些化合物均能钝化乙烯受体 , 延长香蕉的贮藏期〔46, 47〕。Feng等在以鳄梨、番茄等为材
料 , 比较 12MCP、12ECP ( 1 - 乙基环丙烯 ) 和 12PCP (1 - 丙基环丙烯 ) 的作用时 , 得到同样的结
果〔49〕。这些环丙烯类化合物的活性及其适宜作用浓度和时间与其丙烯环上的碳链长短及连接位置有
着较为复杂的关系〔46, 47, 49〕。这些研究不仅为进一步广泛地研制乙烯作用抑制剂提供了参考 , 同时也展
示了环丙烯类化合物在观赏植物等园艺产品采后延衰保鲜上的广阔应用前景。
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