全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (10) : 1425 - 1430
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 05 - 27; 修回日期 : 2008 - 08 - 26
基金项目 : 广州大学人才引进基金资助项目 (1001)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: gcq86@1631com)
香蕉果实贮藏冷害与 NAD激酶活性变化的关系
刘彩霞 1 , 顾采琴 13 , 朱冬雪 2
(1 广州大学化学化工学院食品系 , 广州 510006; 2 广州大学生命科学学院 , 广州 510006)
摘 　要 : 以 ‘巴西 ’香蕉果实为试材 , 研究了果实采后在 22 ℃和 6 ℃下贮藏期间 NAD激酶 (NADK)
活性、冷害发生情况、膜渗透性、丙二醛 (MDA ) 含量、多酚氧化酶 ( PPO ) 以及苯丙氨酸解氨酶
( PAL) 活性变化。结果表明 , 6 ℃下贮藏 3 d时果实出现冷害症状 , 11 d时冷害加重 , 同时 NAD激酶活
性、膜渗透性、MDA含量和 PPO活性均始终高于 22 ℃贮藏的 , 并在 11 d时达到高峰 , 而 PAL活性则呈下
降趋势 , 其活性始终低于 22 ℃贮藏的。6 ℃下用 NAD激酶激活剂氯化钙处理香蕉果实后 , NADK受到激
活 , 冷害程度加重 , 而用钙离子通道阻塞剂异博定 ( verapam il, Vp) 处理后则抑制了 NADK活性 , 果实冷
害症状延迟 4 d出现 , 冷害程度减弱 , 说明香蕉果实冷害发生与 NADK活性变化密切相关。
关键词 : 香蕉 ; 果实 ; 冷害 ; NAD激酶 ; 贮藏
中图分类号 : S 66811　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 1021425206
The Rela tion sh ip Between Ch illing In jury and NAD K Activ ity in Postharvest
Banana Fru its
L IU Cai2xia1 , GU Cai2qin13 , and ZHU Dong2xue2
( 1 School of Chem istry and Chem ical Engineering, Guangzhou U niversity, Guangzhou 510006, Ch ina; 2 College of L ife Science,
Guangzhou U niversity, Guangzhou 510006, Ch ina)
Abstract: Changes of activity of NAD kinase, polyphenol oxidase ( PPO ) and phenylalanine ammonial2
yase ( PAL) , chilling injury and relative conductivity, MDA content of postharvest banana fruits storage at 22
℃ and 6 ℃were studied. The results showed that the fruits at 6 ℃ for three days occured visible chilling in2
jury and became more serious for 11 days. The activity of NAD kinase at 6 ℃ was higher than that at 22 ℃
during storage. H igher relative conductivity, MDA content and PPO activity were observed at 6 ℃ than those
at 22 ℃ and reached peak on the 11 th day. However, the PAL activity at 6 ℃ was lower than that at 22 ℃
during storage. Pretreatment with CaCl2 could enhance the activity of NAD kinase and increase chilling injury
of banana fruits at 6 ℃, but p retreatment with verapam il (Vp) had reverse effect. The results suggested that
the chilling injury of postharvest banana fruits was highly related to the change of NADK activity.
Key words: banana; fruit; chilling injury; NAD kinase; storage
香蕉是典型的冷敏感果实 , 当贮运温度低于 11 ℃时易发生冷害 , 导致果实不能正常后熟 , 果皮
出现褐斑、凹陷等症状 (陆旺金 等 , 1999, 王勇 等 , 2003)。目前研究认为 , 香蕉处于冷害低温
时 , 膜渗透性提高 , 丙二醛 (MDA ) 含量增加 , 造成离子大量渗漏 , 果实膜结构遭到破坏从而导致
冷害发生 (王勇 等 , 2003 )。而褐变的原因之一是香蕉组织中多酚氧化酶 ( PPO ) 催化各种酚类物
质氧化成醌 , 然后再聚合成黑色素 (Montgomery & Sgarbieri, 1975)。另据报道 , 香蕉果实冷害褐变与
苯丙氨酸解氨酶 ( PAL ) 和多酚氧化酶 ( PPO ) 活性有关 (Nguyen et al. , 2004 )。NAD 激酶
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(NADK) 是目前所发现的生物体内惟一催化 NAD磷酸化生成 NADP的酶 , NAD和 NADP至少参与
300多个不同的氧化还原反应 (McGuinness & Butler, 1985)。NAD激酶活性受到环境条件影响 , 是
一种应激酶 (杨万年和何之常 , 1999)。低温能激活果实中 NADK活性 (顾采琴 等 , 2002; 朱冬雪
等 , 2007)。有研究报道 , NAD激酶与植物的种子萌发 ( Stephan & Laval, 2000)、小麦的育性转换
(杨万年 等 , 1998) 以及果实的成熟衰老 (顾采琴 等 , 2002) 密切相关 , 然而香蕉果实冷害发生是
否与 NAD激酶活性有关目前尚未见研究报道。
本研究以 ‘巴西 ’香蕉果实为试材 , 初步研究了 22 ℃和 6 ℃下贮藏的香蕉果实 NAD激酶活性
变化与冷害发生的关系 , 以及 6 ℃下用 NAD激酶激活剂氯化钙和抑制剂异博定处理果实之后二者关
系的变化及其与 MDA含量、PPO活性和 PAL活性变化的关系 , 为从另一个新的角度探讨香蕉冷害发
生机理及其调控提供理论依据。
1　材料与方法
供试香蕉品种为 ‘巴西 ’ [M usa sp. (AAA group, Cavendish subgroup) ‘B razil’] , 于 2007年 6
月采自广州番禺 , 采收成熟度为七八成。
香蕉采回后分成单个蕉指 , 再挑选均匀一致的果实 , 立即用 0105%的施保克浸泡处理 , 晾干 ,
用 0103 mm厚的塑料袋进行敞口包装 , 每袋 3 kg, 每处理 3袋 , 分别置于 22 ℃和 6 ℃贮藏 , 空气相
对湿度为 90%。部分果实用氯化钙 (CaCl2 , 5 mmol·L - 1 ) 和异博定 ( verapam il, Vp, 100μmol·
L - 1 ) 浸泡 3 m in, 以蒸馏水浸泡为对照 , 晾干 , 同上包装后 , 置于 6 ℃下贮藏 。每 3 d取样一次 , 测
定各项指标 , 直至果皮全部褐变为止。
冷害指数的测定及计算 : 参照高慧等 ( 2007) 的方法进行。从各组中随机抽取 6 (N ) 个果实 ,
记录冷害个数 (M ) , 计算每个果实冷害症状的面积与油桃果实总面积的比值 ( P) , 按下式计算冷
害指数 : C I = ( P0 + P1 + P2 + ⋯⋯ + Pm ) ×N ×M /4, 重复 3次。
NADK活性测定 : NADK提取参照顾采琴等 ( 2002) 的方法 , 生成物 NADP测定参照 Peng等
(2005) 的方法进行。所有测定至少重复 3次。
蛋白质含量的测定按照 B radford (1976) 的方法 , 以 BAS为标准蛋白。
丙二醛 (MDA) 含量测定参照吕成群和黄宝灵 (2004) 的方法进行。
多酚氧化酶 ( PPO ) 活性参照黄建韶和田宏观 (2002) 的方法测定。
苯丙氨酸解氨酶 ( PAL) 活性参照 Nguyen等 (2004) 的方法测定。
2　结果与分析
211　不同温度下及不同处理后香蕉果实的冷害指数
由表 1可以看出 , 22 ℃下贮藏的香蕉始终未发生冷害 , 而 6 ℃下贮藏的香蕉 3 d时开始出现冷害
表 1　不同温度下及不同处理后香蕉果实冷害指数
Table 1　Ch illing in jury index of postharvest banana fru it under d ifferen t tem pera ture and trea tm en t
贮藏天数 / d
Storage day 22 ℃
6 ℃
对照 Control Vp 对照 (水处理 ) Control(water) CaCl2
1 0 0 0 0 0
3 0 0104 0 0105 0111
7 0 0110 0103 0113 0127
11 0 0128 0111 0125 0142
13 0 0144 0123 0151 0163
15 0 0173 0141 0178 0195
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　10期 刘彩霞等 : 香蕉果实贮藏冷害与 NAD激酶活性变化的关系 　
症状 , 果皮上褐斑增多 , 色泽开始变暗 , 随着贮藏天数增加 , 冷害持续发生 , 果皮变软 , 颜色变成黑
色 , 说明 6 ℃贮藏导致香蕉果实发生了明显冷害。6 ℃下 , 用 NAD激酶激活剂 CaCl2处理香蕉 , 冷害
程度比对照加深 , 冷害指数也相应增大 ; 而用钙通道阻塞剂异博定 (Vp ) 处理的香蕉 , 其冷害症状
延迟 4 d出现 , 程度明显减轻 , 说明 NAD激酶激活剂和抑制剂对香蕉果实冷害有一定的调控作用。
212　不同温度下细胞膜渗透性和 NAD激酶活性的变化
为了明确香蕉果实冷害与 NAD激酶活性变化的关系 , 探讨了香蕉冷害指标 ———细胞膜渗透性与
NAD激酶活性的关系。由图 1可知 , 22 ℃贮藏的香蕉 , 其细胞膜渗透性始终小于 6 ℃贮藏的。到第
13天后 , 6 ℃贮藏的香蕉 , 细胞膜渗透性呈急速上升趋势 , 说明细胞外渗物质增加 , 膜结构遭到破
坏 , 冷害程度加重。
由图 2可见 , 6 ℃贮藏的香蕉 , NADK活性呈上升趋势 , 在贮藏的前 7 d比较稳定 , 但到第 9天
后活性呈快速上升趋势 ; 22 ℃下贮藏的香蕉 , NADK活性始终低于 6 ℃的 , 后期呈下降趋势。可见 ,
香蕉果皮细胞膜渗透性与 NADK活性变化具有相似趋势 , 表明香蕉果实冷害与 NADK活性变化密切
相关。
图 1　不同贮藏温度下香蕉果皮细胞膜渗透性的变化
F ig. 1　Changes of m em brane perm eab ility in banana fru its
stored a t 22 ℃ and 6 ℃
图 2　不同贮藏温度下香蕉 NAD激酶活性的变化
F ig. 2　Changes of NAD k ina se activ ity in banana fru its
stored a t 22 ℃ and 6 ℃
213　不同温度下 MDA含量和 PPO、PAL活性的变化
由图 3和图 4可见 , 贮藏在 6和 22 ℃下的香蕉 , 果皮的 MDA含量和 PPO活性均呈上升趋势 ,
图 3　不同贮藏温度下香蕉果皮 MDA含量的变化
F ig. 3　Changes of MDA con ten t in banana fru its
stored a t 22 ℃ and 6 ℃
图 4　不同贮藏温度下香蕉果皮 PPO活性的变化
F ig. 4　Changes of PPO activ ity in banana fru its
stored a t 22 ℃ and 6 ℃
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6 ℃的 MAD含量和 PPO活性上升幅度明显大于
22 ℃的 , 均在贮藏第 11天时出现高峰 , 分别比
22 ℃的高约 50%和 30% , 差异达显著水平 ( P <
0105) , 说明低温促进了 MAD积累和 PPO活性。
由图 5可见 , 香蕉贮藏在 22 ℃下 , PAL活性
呈上升趋势 , 但在 6 ℃下贮藏则呈下降趋势。可
见香蕉冷害的发生与 MDA含量和 PPO、 PAL活
性变化有关。
214　NAD K活性调控处理对香蕉果皮 MDA含量
和 NAD K、PPO及 PAL活性的影响
用 NADK激活剂 CaCl2和钙通道阻塞剂 Vp处
理香蕉果实 , 6 ℃下贮藏 , 果皮 NADK活性在前
7 d与对照相似 , 但从第 9天开始 , CaCl2处理的
开始上升并始终高于对照 , 而 Vp处理的仍较平
稳 , 始终低于对照 (图 6, A)。
图 5　不同贮藏温度下香蕉果皮 PAL活性的变化
F ig. 5　Changes of PAL activ ity in banana fru its
stored a t 22 ℃ and 6 ℃
　　与此同时 , CaCl2处理的 , 其 PPO活性明显高于对照 (图 6, B ) , 直到第 13天活性才开始下降 ,
而 Vp处理的能明显抑制 PPO活性 , 比对照下降约 32% , 说明 CaCl2和 Vp分别具有促进和抑制低温下
香蕉果皮 PPO活性的作用。
图 6　低温 ( 6 ℃) 下不同处理对香蕉果皮的 NAD K活性 ( A)、PPO活性 ( B)、
MDA ( C) 含量和 PAL ( D ) 活性的影响
F ig. 6　Effects of var ious trea tm en ts on activ ity of NAD K ( A) , PPO ( B) , PAL ( D ) and
MDA ( C) con ten t in banana fru its stored a t 6 ℃
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　10期 刘彩霞等 : 香蕉果实贮藏冷害与 NAD激酶活性变化的关系 　
同样 , CaCl2具有促进低温下香蕉果皮 MDA含量 , Vp却具有减少 MDA含量的作用 (图 6, C)。
由图 6, D可见 , CaCl2处理香蕉后 , PAL活性下降速度比对照快 , Vp处理的活性却明显高于对
照 ( P < 0105)。
总之 , CaCl2和 Vp在激活和抑制 NADK活性的同时也促进和抑制了果实的氧化褐变和膜脂过氧
化作用等。
3　讨论
NAD激酶通过影响 NAD (H) 和 NADP (H ) 的相对水平调控生物体内不同代谢途径的相对活
性 , 使一些途径受到抑制 , 另一些途径被激活 (McGuinness & Butler, 1985)。Ca2 +是 NADK的限速
因子之一 , 但其作用机理是激活 CaM , 进而促进 NADK活性 (Amann et al. , 1992 )。研究表明 ,
NADK活性变化与植物育性转换 (杨万年 等 , 1998)、抗逆性、种子萌发 ( Stephan & Laval, 2000)
以及果实成熟衰老密切相关 (顾采琴 等 , 2002)。本研究结果显示 , 香蕉贮藏于 6 ℃下 3 d, 冷害开
始出现 (表 1) , NADK活性在贮藏期间一直呈上升趋势 (图 2) , 与香蕉的冷害指标膜渗透性变化趋
势 (图 1) 一致。而 22 ℃贮藏的香蕉果实能正常后熟 , NADK活性呈下降、上升、下降趋势。本课
题组的前期研究表明 , 番茄果实置于低温下 (4 ℃) 贮藏时 , 贮藏前期 NADK活性受到激活 , 但后
期却呈下降趋势 , 果实没有发生冷害 (朱冬雪 等 , 2007)。因此 , 可以推测 , 香蕉果实冷害发生与
贮藏后期 NADK活性一直呈上升趋势密切相关。为了验证这一推断 , 本试验用 CaCl2处理香蕉果实 ,
诱导果实 NADK活性明显升高 (图 6, A ) , 冷害程度也明显加重 (表 1) ; 用钙通道阻塞剂异博定
(Vp) 处理则相应降低了 NADK活性 , 明显减轻了冷害程度 (表 1) , 表明调控 NADK活性可影响香
蕉的冷害程度。
香蕉果实冷害褐变与 PAL和 PPO活性有关 (陈发河 等 , 1994; Nguyen et al. , 2004) , 随着香蕉
果实冷害加重 , 果实膜脂过氧化产物 MDA含量逐渐增加 (王勇 等 , 2003) , 与本研究结果类似 (图
3～图 5)。
用 CaCl2处理香蕉果实 , PPO活性提高 , MDA含量也明显增加 , 但用钙通道阻塞剂 Vp处理则抑
制了 PPO活性和减少了 MDA含量 (图 6, B、C)。
关于果实冷害与 PAL活性的关系 , 因果实和处理方法不同而异 (陈发河 等 , 1994)。但本研究
用 Vp处理香蕉果实增加了 PAL活性 , 减轻了果实贮藏冷害 (图 6, D , 表 1) , 与王勇等 (2004) 用
脱落酸和腐胺处理香蕉果实提高 PAL活性和减轻香蕉贮藏冷害的结果类似 , 表明通过 CaCl2和 Vp调
控 NAD激酶活性的同时可以调节 PPO活性、PAL活性以及 MDA含量 , 进而调控香蕉果实冷害程度。
有关 NADK与 PAL在香蕉果实冷害发生中的作用有待进一步研究和探讨。
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