全 文 ：园 艺 学 报 2004，
4cta Horticulturae Sinica
1一甲基环丙烯延缓青花菜衰老的效应及机理
汪俏梅 郭得平 Kyikyi Win 袁 晶
(浙江大学园艺系，杭州 310029)
摘 要：研究了1一甲基环丙烯 (1一MCP)对青花菜衰老的影响。结果表明，0～2O I／L的1一MCP在
2O℃下处理青花菜花球6 h，能延长2O 藏条件下苛仡菜的货架寿命，延缓花蕾中营养成分叶绿素、类
胡萝 卜素和维生素c等的降解，其中以2．5 I／L处 的效果最佳。进一步研究还表明2．5 I／I 1一MCP处
理抑制花蕾的呼吸速率和乙烯释放速率，行使 藏期 花蕾的蛋白质含量升高；丙二醛 (MDA)含量下
降，使超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化氧酶 (CAT)的活性升高，过氧化物酶 (POD)的活性下降，同
时，SDS—PAGE分析表明，这一处理使花球l}]醇溶性蚩 和水溶性蛋白的组分和含量发生明显变化
关键词：青花菜；1一甲基环丙烯；时 臧；衰老；蛋 1质；SDS—PAGE
中图分类号：S 635 文献标识码： 文章编号：0513—353X(2004)02-0205-05
Efect of 1-MCP on Delaying the Senescence of Broccoli and Its Possible
Physiological M echanism
Wang Qiaomei，Guo Deping，Kyikyi Win，and Yuan Jing
(Department of Horticulture，Zhejiang Universit)、ttangzhou 3 10029，China)
Abstract：The efect of 1．methylcyclopropene (1．MCP)on the senescence of broccoli was studied．
The results showed that the shelf life of bro(、coli was extended and the degradations of chlorophyl1．carotenoid
and vitamin C delayed by exposure to 1．MCP at concentration range of 0—20 L／L for 6 h at room tempera．
ture(20 cI=)folowed by storage at 20 cI=．1．MCP at optimal concentration of 2．5 L／L was used to investi．
gate the possible mechanism of 1．MCP in delaying the senescence．The respiration rate and ethylene produc．
tion of florets were inhibited．the protein content of florets，the activities of SOD and CAT increased，while
the MDA content and the activity of POD decreased during storage by exposure to 2．5 L／L 1．MCP． SDS．
PAGE analysis further showed that the composition an(I content of both the alcoho1．soluble and water．soluble
proteins changed after 1．MCP treatment．
Key words： Broccoli； 1一methylcycl0pr0pene； Storage； Senescence；Protein； SDS-PAGE
1一甲基环丙烯 (1一methylcycl0pr0peI1e，简称 1一MCP)是一种含双键的环状碳氢化合物，以气体
状态存在。1．MCP能不可逆地作用于乙烯受体，阻断乙烯的正常结合，从而抑制与乙烯相关的生理生
化反应 ¨。与传统的乙烯抑制剂STS等相比，1．MCP具有安全、无毒、对环境污染少等特点，国外
已在观赏植物上广泛应用 关于1．MCP在青花菜上的应用已有一些初步报道 ，认为低浓度的1．
MCP处理可以延长青花菜的货架寿命，但其机理还未见报道，作者就此进行了探讨。
1 材料与方法
以青花菜 (Brasica oleracea L．var．italica L．)品种 ‘优秀’为试材，2002年2～6月在浙江大
学蔬菜研究所实验场种植
新鲜采收的花球切成仡梗长约2 cm的小花球后，以100 L／L的NaOC1表面消毒1 min，清水洗
净后晾干。在20 cI=条件下，在放置青花菜样品的密闭塑料袋中分别以0．1，0．5，1，2．5，5，10和
20 L／L的1-MCP处理6 h：处理完成后将花球置于通风、保湿 (相对湿度85％～95％)的20 cI=恒温箱
收稿日期：2003—10—20；修回日期：2004一Ol—l3
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206 园 艺 学 报 31卷
中，测定货架寿命，并定期从小花球中剪取花蕾，混匀后用于生理生化分析，每一处理重复3～5次。
以花球30％黄化的时间作为货架寿命 ?叶绿素含量的测定参照李长樱等 的方法；维生素 c
含量测定采用2，6一二氯腚酚滴定法；类胡萝 卜素含量测定参照何照范等 的比色法；呼吸速率的测
定用红外线CO 分析仪测定CO 浓度；乙烯释放速率的测定，取 100 g样品放人密闭容器，20℃放
置1 h后抽取1．0 mL气体用SP6800气相色谱仪测定 ?
蛋白质含量测定采用 Folin一酚法 ；MDA含量测定参照胡家恕等 的方法，以硫代巴比妥酸比
色法测定；抗氧化酶活性测定参照胡家恕等 。 的方法，取 1 g青花菜样品，按 1：5(W／V)加入
0．05 moL／L pH 7．8的磷酸缓冲液，冰浴研磨，匀浆于4 ，13 000 g离心 20 rain，上清液为酶提取
液，分别测定POD、SOD和CAT活性。
蛋白质电泳分析：青花菜样品加入70％乙醇或pH 7．0磷酸缓冲液，于4℃冰浴研磨，4000 g离
心 10 min，分别取上清液备用。醇溶性或水溶性蛋白电泳采用不连续胶的 SDS．PAGE，凝胶浓度
8％ ～12％，凝胶内含 0．1％ SDS。电极缓 冲液为 Tris一甘氨酸 (pH 8．3，0．25 mol／L，含 0．1％
SDS)。蛋白质在凝胶上的固定参照Steck等⋯ 的方法，凝胶放人考马斯亮蓝 G250染色液中染色，弃
去染色液后，用脱色液漂洗凝胶直至背景完伞脱去。
2 结果与分析
2．1 1-MCP处理对货架寿命和营养成分的影响
不经 1．MCP处理的青花菜在 20℃贮藏条件
下货架寿命仅为2．5 d。1．MCP处理可以延缓花球
的黄化，延长货架寿命。在0．1～2．5 L／L浓度
范围内，1．MCP处理延长货架寿命的效应随浓度
增大而增强，2．5 L／L处理使货架寿命延长至
5 d，但更高的浓度增效不明显 (表1)。贮藏5 d
后，对照花蕾中叶绿素、类胡萝 卜素和维生素C
的含量明显低于贮藏起始时，但 1．MCP处理能使
花蕾营养成分的降解得到不 同程度的缓解
(表2)。在0～20 L／L浓度范围内，以2．5 L／
L 1-MCP处理延长货架寿命和延缓营养成分降解
的效果最好。
2．2 1-MCP处理对呼吸和乙烯释放速率的影响
由于1-MCP 2．5 L／L处理在延缓青花菜衰老
方面有最好的效果，因此我们选择这一处理浓度
研究 1-MCP延缓青花菜衰老的机理。从图 1可以
看出，对照花蕾在采后3 d出现呼吸高峰和乙烯
高峰，而1-MCP处理不仅能使花蕾的呼吸强度和
乙烯释放速率下降，还能推迟呼吸高峰的出现。
2．3 1-MCP处理对蛋白质、MDA含量和抗氧化
酶活性的影响
1-MCP处理能使花蕾的蛋白质含量较对照明显
增加 (图2)，随着贮藏天数的增加，对照和处理
MDA的含量均呈现增加的趋势，但对照在2 d后急
剧增加，而 1．MCP处理则增加较为平缓 (图3)。
表1 1-MCP处理对青花菜贮藏寿命的影响
Table1 Efect of1．M CP on shef life of broccoli
邓肯氏新复极差测验，不同字母表示差异达显著水平 (P
= 0．05)，下表相同。
Mean value for replicates test； the same leter indicated no sig—
nifcance at the 5％ level as determinated by Duncan’S Multiple Range
Test，the same below．
表2 贮藏起始和贮藏5 d时青花菜花蕾中叶绿素、
类胡萝 卜素和维生素 c含量
Table 2 The contents of chlorophyl，carotenoid and vitamin
C of broccoli florets in initial and 5 days after storage
类胡萝 h素
Carotenoid
(txg／g FM)
维生素C
Vitamin C
(mg／g FM)
怒毗
蜮
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2期 汪俏梅等：1一 基环丙烯延缓青花菜衰老的效应及机理 207
0 1 2 3 4 5
天数 Days(d)
图1 1-MCP对2o℃贮藏条件下青花菜花蕾的呼吸速率和
乙烯释放速率的影响
图中短线为5次测量的标准差
Fig． 1 Efect of 1-M CP on the respiration rate and ethylene
production of broccoli florets at 20~C
Bars ar SDs from 5 fleasureflerltS
0 1 2 3 4 5
天数 Days(d)
图3 1-MCP处理对20~C贮藏条件下花蕾中MDA含量的影响
Fig． 3 Efect of 1-M CP on MDA content of broccoli
florets at 20 C
在 1．MCP处理中，SOD活性在0～5 d高于对
照，CAT在 2～5 d高于对照，而 POD则均低于
同期对照 (图4)。对照在贮藏2 d后，SOD和
CAT活性开始迅速下降至最低，其膜脂过氧化产
物 MDA含量也急剧上升，这与对照2．5 d的货架
寿命是一致的；而同期处理无论是SOD和CAT活
性的下降，还是MDA含量的上升均不显著 (图3，
图4)，从而延缓了花蕾细胞的膜脂过氧化和衰老。
2．4 1-MCP处理对花蕾中醇溶性和水溶性蛋白
组分的影响
比较处理和对照在花蕾衰老进程中醇溶性和
水溶性蛋白种类和含量的变化。结果表明，醇溶
性蛋白和水溶性蛋白的变化均表现出3种情况：
第一类蛋白自始至终基本保持稳定；第二类蛋白
随着花蕾的衰老逐渐减少或消失；第三类蛋白则
随花蕾的衰老而增加或新出现。其中后两类蛋白
的变化可能与花蕾的衰老有关。在花蕾的衰老过
程中，醇溶蛋白的变化主要表现为：一种 110 kD Fig．
的蛋白在贮藏起始时存在，一天后即消失，另一
d
0
一
0
d
0
一
0
∽
天数 Days(d)
图4 1-MCP处理对花球中抗氧化酶活性的影响
4 Efect of 1-MCP on antioxidant enzyme activites
种66 kD的蛋白质随着花蕾的衰老逐渐减少，4 d后消失，1．MCP处理使这一蛋白的表达量高于对照。
对照从第 4天开始出现分子量为22．5 kD和25 kD的蛋白质，而处理组则在第5天才出现这两种蛋白
(图5，a)。相比之下，花蕾中水溶性蛋白的种类较多，变化比较复杂。其中一些蛋白如80．5 kD，
7 6 5 4 3
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园 艺 学 报
55．4 kD．43 kD，39 kD，37．5 kD，22．5 kD，2l
kD．20 kD．18．4 kD和17 kD的蛋白质，随着花
蕾的衰老逐渐减少或消失，1一MCP处理往往使这
些蛋白表达量增加，并且使其存在的时期更长，另
外也有一种33 kD的蛋白质在贮藏后4 d的对照中
出现，而1一MCP处理的花蕾中不出现 (图5，b)。
3 讨论
3．1 1-MCP在青花菜保鲜中的应用效果
1一MCP作为一种新型的乙烯抑制剂，具有高
效、安全和对环境污染小的优越性，在作物保鲜
上具有广阔的应用前景。关于 1一MCP在青花菜上
的应用，以往的报道均偏向于最佳使用浓度和方
法的摸索以及使用效果 ，并且使用的品种均
为国外的主栽品种。我们以国内青花菜的主栽品
种之一 ‘优秀’为材料，研究了较高温度 (20
oC)下 1一MCP处理在青花菜贮藏中的效果。结果
表明，低浓度 (2．5 L／L)的1一MCP处理即有较
好的延缓衰老的效果，并且可以有效抑制花蕾中
各种营养成分的降解。在冷链还不普遍的国家和
地区，春夏季种植的青花菜产品在采后的挑选分
级、运输和销售等各个环节都可能处于较高的温
。 ¨ c2 ¨
er
— —
一 116 0kD
一 一 -． 66
．2kD
_⋯ ⋯ 一 ⋯ - -
■ 4S OkD
■ 35 0kD
邕 2 ==：= ， =
一 一 一 一 一 一 一 = 一 ==：
- 25．0kD
(a)
¨
呲 er
116 0kD
(b)
图5 I-MCP处理对青花菜花蕾醇溶性 (a)和
水溶性 (b)蛋白SDS-PAGE图谱的影响
0：未处理花蕾；C：对照；T：1一MCP处理
Fig． 5 Efect of 1-M CP on SDS-PAGE profile of alcohol soluble
protein (a)and waler soluble protein (b)from broccoli florets
0：Untreated flomts；C：Control；T： 1一MCP treatment
度条件，1一MCP处理可以替代低温而保持产品较好的品质，在青花菜的保鲜中具有较大的应用价值。
3．2 l-MCP延缓青花菜衰老的可能机理
关于1一MCP延缓衰老机理的报道还不多，这些研究主要从 1一MCP阻断体内乙烯生物合成的反馈
调节，抑制外源乙烯对内源乙烯产生的诱导作用，以及抑制植物组织或器官的呼吸作用的角度探讨其
延缓衰老的机理 J。我们的研究发现，1一MCP处理不仅能抑制青花菜花蕾的呼吸作用、降低乙烯释
放速率，还能推迟呼吸高峰的出现。因此，我们认为在青花菜中1一MCP是通过抑制呼吸作用和内源
乙烯的产生来延缓衰老。
抗氧化酶系统在清除自由基，避免氧化伤害和细胞损伤方面起到重要作用。在青花菜中，自由基
清除剂等往往通过影响抗氧化酶系统来延缓其衰老 ¨”]。我们的研究发现，1一MCP处理使花球在贮
藏期间膜脂过氧化产物MDA含量下降，SOD和CAT的活性升高，POD的活性下降，1一MCP处理通过
对抗氧化酶系统的调节起到延缓衰老的作用。
我们的研究还发现，在青花菜花蕾的自然衰老进程中，其蛋白质含量是不断下降的，而 1一MCP
处理则能明显增加花蕾的总蛋白含量，还可使大量第二类蛋白的分解得到抑制或延缓，并抑制第三类
蛋白的出现；同时我们还发现，青花菜花蕾中含有一般存在于谷类植物中的醇溶蛋白，并且其中几种
与衰老关系密切。进一步分离、鉴定这些衰老相关蛋白以及用差别显示等方法分离 1一MCP处理下的
特异表达基因，将有助于揭示 1一MCP延缓花蕾衰老的机理。
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甘蓝花粉萌发离体培养最佳蔗糖硼酸配方初探
王 超 张桂玲
(东北农业大学园艺学院，哈尔滨 150030)
The Preliminary Research on Cabbage Pollens Sprouting in Vitro
Wang Chao and Zhang Guiling (Department of Horticulture，Northeast Agricultural University，Harbin 1 50030，China)
关键词：甘蓝；花粉；萌发；培养
中图分类号：S 635 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2004)02-0209-01
选用经济性状优良的甘蓝自交系92—1023、97一l 126—1 1—1和97—1 126一ll-2的l2个单株为材料。初培养的培养基为2
因素3水平的9个配方：蔗糖 (10％、20％、30％)和硼酸 (10、100、200 L／L)；在初步确立蔗糖浓度的基础上，
硼酸浓度再进一步设6个水平 (0、50、100、150、200、250 L／L)共6个培养基用于硼酸复选；在复选培养确立了
硼酸浓度基础上，再设蔗糖浓度7个水平 (0％、5％、10％、15％、20％、25％、30％)共7个培养基配方用于蔗糖
复选。以上各配方中琼脂浓度均为l％，加蒸馏水至所需浓度．在25~C恒温箱中培养2 h后开始镜检，观察花粉的萌
发情况，并用校正的测微尺测量花粉管的长度 (取5个视野均值)，采用回归分析方法进行分析。选出的最佳培养基
配方，按上述步骤，将各组合的新鲜花粉均匀播于其上，置于25~C恒温箱中培养，保持一定的湿度，2 h后观察花粉
的萌发情况，取 l0个视野统计萌发率。花粉活力=萌发花粉粒数目／花粉粒总数X 100％。
试验结果：1．在初选培养上，花粉萌发率和花粉管的长度随蔗糖浓度呈二次曲线变化趋势，对二次方程进行求
导得出蔗糖浓度为l9．8l％时花粉的萌发率最高。2．用l9．81％的蔗糖浓度进一步筛选硼酸的浓度，如表 l所示，硼
酸浓度为100和150 L／L时花粉的萌发率较高，对二次方程进行求导得出硼酸浓度为 126．04 L／L时花粉的萌发率
最高。3．再用 126．04 L／L的硼酸浓度进行蔗糖复选 (表1)，蔗糖浓度为15％和20％时花粉的萌发率较高，对二次
方程进行拟合，得出蔗糖的最佳浓度为 16．62％。4．本试验中就单因素而言，蔗糖浓度为 15％ ，硼酸浓度为 100
L／L时花粉的萌发率是最高的，但作者认为，这只是蔗糖与硼酸浓度最佳处理的简单组合，没有考虑到两者与花粉
萌发率的二次互作关系。本试验的结果是蔗糖为16．62％，硼酸为126．04 L／L更好，但有待今后进一步试验验证。
表1 硼酸和蔗糖浓度对花粉萌发率的影响
Table 1 Efects of sugar and boric acid on polen germination f％ 1
收稿日期：2003—09—22；修回日期：2004—02—06
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