全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (4) : 589～593
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 08 - 25; 修回日期 : 2004 - 12 - 22
基金项目 : 山东省中青年奖励基金项目 (02BS019)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: zhoujie@ sdau1edu1cn)
一氧化氮对草莓果实衰老的影响
朱树华 1 　周　杰 1, 23 　束怀瑞 1
(1 山东农业大学园艺科学与工程学院 , 泰安 271018; 2 山东农业大学化学与材料科学学院 , 泰安 271018)
摘 　要 : 以硝普钠 ( SNP) 为一氧化氮供体 , 研究不同浓度的 SNP对 ‘丰香 ’草莓果实软化过程相关
酶活性的影响。结果表明 , 5μmol·L - 1 SNP可以显著增强果实 CAT活性 , 抑制 PME、纤维素酶、PPO和
LOX活性 , 并推迟了 PPO和 LOX活性高峰的出现。但对 exo2PG酶活性作用不明显。揭示了适宜浓度的一
氧化氮通过改变果实软化酶的活性 , 能够抑制果实衰老的规律 , 证明了一氧化氮对果实衰老的影响具有双
重生物效应。
关键词 : 草莓 ; 一氧化氮 ; 贮藏 ; 软化 ; 酶
中图分类号 : S 66814　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0420589205
Effects of N itr ic O x ide on Senescence of Strawberry
Zhu Shuhua1 , Zhou J ie1, 23 , and Shu Huairui1
(1 College of Horticulture, Shandong A gricultural U niversity, Taipian 271018, Ch ina; 2 College of Chem istry and M aterial Sci2
ence, Shandong A gricultural U niversity, Ta ipian 271018, China)
Abstract: U sing sodium nitrop russide as a nitric oxide (NO) donor, the effect of different concentration
of SNP treatment on the activities of the softening enzymes of the post2harvest strawberry (‘Fengxiang’) was
investigated. The results showed that in the fruits treated by 5μmol·L - 1 SNP aqueous solution, the activity
of CAT could be obviously increased and those of PME, cellulase PPO and LOX could be significantly inhibi2
ted. However, exo2PG activity was hardly changed. This further opened out the mechanism that p roper con2
centration of NO could inhibit senescence of fruits by the way of effecting the activities of softening enzymes
and p roved NO took on dual biological effects on senescence of fruits.
Key words: Strawberry; N itric oxide; Storage; Softening; Enzyme
草莓是典型的非跃变果实 , 经济价值较高 , 但耐贮性差。最新研究表明 , 一氧化氮 ( nitric ox2
ide, NO) 可以显著延长室温下草莓等园艺产品的采后寿命〔1～3〕, 对降低贮藏成本等具有重要意义。
但 NO处理对草莓果实衰老过程的影响鲜有报道。研究 ‘丰香 ’草莓果实软化过程中 NO对果胶甲酯
酶、外切多聚半乳糖醛酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶、多酚氧化酶和脂氧合酶活性的影响 , 旨为 NO
在园艺产品贮藏保鲜中的应用提供理论依据。
1　材料与方法
111　材料
供试草莓品种为 ‘丰香 ’, 采后立即运回实验室。选 3 /4果面红色、果个均匀、无病虫害无机械
伤的果实 , 去除果柄后进行处理。以硝普钠 ( SNP, 北京双鹤药业公司 ) 为 NO供体 , 用无氧重蒸水
分别配成 0 (对照 )、1、5和 10μmol·L - 1的溶液并注入容器中 , 室温下浸泡 2 h。擦干后单层摆放
在容器中 , 开盖常温放置。每个浓度设 3次重复 , 每次重复用草莓 500 g。
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
112　指标和方法
根据草莓果实腐烂面积分级 : 0级 , 未腐烂 ; 1级 , 腐烂面积小于 1 /3; 2级 , 1 /3～2 /3; 3级 ,
大于 2 /3; 4级 , 果实全烂 , 有霉。以果面 1 /3以上腐烂的果实为腐烂果 , 计算腐烂指数和累计腐烂
率。腐烂指数 = ∑ (级别 ×果实数量 ) / (4 ×果实总数 ) ×100, 累计腐烂率 =腐烂果总数 /果实总数 ×
100%。
果胶甲酯酶 ( PME) 和多聚半乳糖醛酸酶 ( PG) 活性测定〔4〕: 取果肉 215 g加 15 mL预冷的
12%聚乙二醇 (含 012%酸性亚硫酸钠 ) 后匀浆 , 14 000 ×g 4℃离心 10 m in, 上清液为粗酶液。取 2
mL粗酶液 (以蒸馏水为空白 ) 加 10 g·L - 1果胶液 8 mL, NaOH调 pH 714并维持 10 m in, 以 10 m in
内单位鲜质量消耗的 NaOH的量表示果胶甲酯酶活性。取 012 mL粗酶液加 012 mL 014%多聚半乳糖
醛酸 , 30℃保温 18 h, 再加 4 mL硼砂缓冲液 (0105 mol·L - 1 , pH 910) 和 014 mL 1%氰乙酰胺 , 沸
水浴 10 m in, 冷却后在 276 nm下测吸光度 , 以半乳糖醛酸做标准曲线 , 以单位鲜质量果实单位时间
内产生的半乳糖醛酸的量表示外切 PG ( exo2PG) 活性 , 单位μg·h - 1 ·g- 1 FM。
羧甲基纤维素比色法测定纤维素酶活性〔5〕, 以每 mL酶液每 m in催化纤维素生成 1μg葡萄糖的
酶量作为 1个酶活性单位。
过氧化氢酶 (CAT) 活性测定参照文献 〔6〕。
多酚氧化酶 ( PPO ) 活性测定参照文献 〔7〕。取 2 g果肉加 012 g不溶性聚乙烯吡咯唍酮
( PVPP) 和 011 mol·L - 1儿茶酚 110 mL, 30℃恒温 1 h后加三氯乙酸终止反应 , 在 416 nm下测定吸
光度。以单位鲜质量在单位时间内吸光度的变化表示 PPO活性。
脂氧合酶 (LOX) 活性参照文献 〔8〕测定。
2　结果与分析
211　SNP处理对草莓的保鲜效果
如表 1所示 , 草莓果实腐烂指数与 SNP的处理浓度有关。低浓度 (1μmol·L - 1 ) 处理的腐烂指
数和腐烂率与对照差别不明显。5μmol·L - 1的处理显著延缓了草莓腐烂 ( P = 0101) , 并减少了腐烂
率 , 其第 5天腐烂指数为对照的 4819% , 腐烂率为对照的 3819%。高浓度 (10μmol·L - 1 ) 处理能
够降低草莓腐烂指数 , 第 5天腐烂指数为对照的 6411% , 累计腐烂率为对照的 6617% , 但高于 5
μmol·L - 1的 SNP处理 , 表明 10μmol·L - 1处理可能对草莓果实有部分伤害作用。
表 1　SNP处理对草莓采后腐烂指数和腐烂率的影响
Table 1　Effects of SNP on the rot index and rot ra te of strawberry
SNP
(μmol·L - 1 )
0 d
指数 Index %
1 d
指数 Index %
2 d
指数 Index %
3 d
指数 Index %
4 d
指数 Index %
5 d
指数 Index %
0 0 0 617 0 2412 510 5010 1215 6117 2811 7617 6215
1 0 0 412 0 1912 1111 4313 3010 5412 5617 6518 6017
5 0 0 117 0 510 0 1215 115 2513 611 3715 2413
10 0 0 215 0 815 0 1813 813 3715 1914 4912 4117
212　SNP对草莓 PM E活性的影响
SNP抑制了草莓贮藏后期 PME的活性 (图 1)。处理 0～2 d内各浓度 SNP处理与对照活性变化
相似。第 3天 1、5和 10μmol·L - 1 SNP处理 PME活性分别是对照的 9214%、6913%和 8215% , 此
后 PME活性维持较低水平。SNP处理后 PME酶活性的迅速降低比对照提前 1 d。
213　SNP对草莓 exo2PG活性的影响
SNP对 ‘丰香 ’草莓采后 exo2PG酶活性作用不明显 (图 2)。采后第 2天各处理 exo2PG活性剧
增 , 此后持续增加 , SNP处理的变化趋势与对照一致 , 在第 3～5天内 SNP处理略低于对照 , 但差异
并不显著。
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　4期 朱树华等 : 一氧化氮对草莓果实衰老的影响 　
图 1　SNP对 PM E活性的影响
F ig. 1　Effect of SNP on PM E activ ity
图 2　SNP对 exo2PG活性的影响
F ig. 2　Effect of SNP on exo2PG activ ity
214　SNP对草莓纤维素酶活性的影响
SNP处理抑制了草莓纤维素酶活性 (图 3)。采后草莓纤维素酶活性持续升高 , 第 5天对照的活
性迅速升至 13118 U·m in - 1 ·mL - 1 , 而 1、5和 10μmol·L - 1 SNP处理分别为对照的 78193%、40%
和 54195%。同时 , 由图 3可以看出 , 1μmol·L - 1 SNP处理的纤维素酶活性与对照差别不大 , 而 5
和 10μmol·L - 1 SNP处理能显著降低果实纤维素酶活性 ( P = 0105) , 但 10μmol·L - 1 SNP处理效果
低于 5μmol·L - 1处理。
图 3　SNP对纤维素酶活性的影响
F ig. 3　Effect of SNP on cellula se activ ity
图 4　SNP对 CAT活性的影响
F ig. 4　Effect of SNP on CAT activ ity
215　SNP对草莓 CAT酶活性的影响
NO处理的草莓 CAT酶活性显著高于对照 (图 4) , 使体内清除过氧化氢 (H2 O2 ) 的能力增强 ,
延缓了 H2 O2 引起的果实衰老。处理后第 4天开始对照和 1μmol·L - 1处理的果实 CAT活性下降 , 高
峰的出现与呼吸高峰一致 , 达到高峰后活性下降 , 表明果实进入衰老阶段。而 5和 10μmol·L - 1处理
第 5天 CAT活性分别为对照的 2132倍和 1161倍 , 仍维持较高活力。
图 5　SNP对 PPO活性的影响
F ig. 5　Effect of SNP on PPO activ ity
图 6　SNP对 LO X活性的影响
F ig. 6　Effect of SNP on LO X activ ity
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园 　　艺 　　学 　　报 32卷
216　SNP对草莓 PPO活性的影响
随贮藏时间的延长草莓果实中 PPO活性逐渐升高 (图 5)。处理后第 3天对照和 1μmol·L - 1 SNP
处理果实 PPO活性达到最高 , 与果实腐烂情况相对应。而 5和 10μmol·L - 1 SNP处理的草莓果实在
贮藏期间 PPO活性低于对照 , 且使 PPO活性高峰推迟 1 d。5和 10μmol·L - 1 SNP处理使草莓果实的
PPO活性高峰分别降低了 2712%和 2312%。
217　SNP对草莓 LO X活性的影响
如图 6所示 , 刚采收的草莓果实 LOX活性较低 , 随着成熟度增加其 LOX活性逐渐上升 , 对照在
第 3天的活性最高 , 此后开始迅速下降。SNP处理果实 LOX活性变化趋势与对照相似 , 但活性高峰
推迟 2 d出现 , 且活性低于对照。LOX的这一变化规律与草莓果实腐烂软化变化情况相一致。
3　讨论
本试验结果表明 , 5μmol·L - 1 SNP能延缓草莓的软化衰老 , 具有明显的保鲜效果 , 低浓度 ( 1
μmol·L - 1 ) 效果不明显 , 而高浓度 (10μmol·L - 1 ) 则对草莓造成伤害 , 说明 NO对草莓果实衰老
的影响具有双重生物效应。SNP处理对草莓果实外切 PG活性作用不明显 , 而纤维素酶活性被显著抑
制 , 延缓了果实细胞壁骨架物质纤维素的降解 , 表明草莓果实软化与果实中 PG酶活性无关 , 而与纤
维素酶活性有关 , 与 Maurice等〔9〕报道相符。草莓果实 PME活性变化与果肉的软化一致 , 而 SNP处
理后果实 PME活性低 , 软化速度也较慢 , 表明 PME对草莓果实软化有一定的修饰作用。据文献报
道〔10〕, PME可作用于多聚半乳糖醛酸的半乳糖醛酸残基的 C6羧基基团 , 去掉甲酯 , 催化果胶酯酸
转化为果胶酸 , 形成适于 PG作用的条件。本试验中 , SNP处理降低了 PME活性 , 而果实中 PG活性
并未随之显著变化 , 表明在 SNP处理后 PME自身对果实软化的修饰作用可能处于优势地位。
果实采收后 H2 O2等活性氧代谢加强 , 对细胞产生毒害 , 导致细胞膜结构的破坏 , 从而果实软化
衰老加快〔11〕。H2 O2 可氧化金属形成高价金属氧代物等强氧化剂 , 引起膜脂过氧化造成细胞损伤〔12〕。
SNP可能通过两个途径来减缓这种伤害 : 一方面 , SNP释放的 NO既能直接与生物分子发生相互作
用 , 又能与超氧化物或氧反应生成氮氧化合物 (RNOS) 来间接地发生硝化作用和氧化作用等〔13〕, 使
采后草莓果实维持较高的 CAT活性 , 通过增强 CAT活性来消除 H2 O2 引起的膜功能和结构的破坏 , 使
之能更好地维持细胞内膜系统的区域化作用和膜结构的完整。另一方面 , 植物组织膜脂过氧化作用的
启动需要 LOX〔14〕, SNP处理明显地抑制了 LOX酶活性 , 其原因可能是 NO与在 LOX活性位点上的非
血红素离子发生化学反应 , 把这种高价化合物还原到低价状态 , 改变了 LOX酶的部分立体结构〔15〕,
导致 LOX酶的活性降低 , 延迟脂质过氧化作用的启动 , 保护膜结构的完整 , 延缓果实软化。
本试验结果表明 , NO可以抑制纤维素酶和 LOX活性 , 提高 CAT活性 , 表现出延缓草莓果实软
化衰老的生理作用。在 NO延缓果实衰老过程中 , 了解 NO的作用方式和生理作用 , 有助于揭示果实
成熟衰老机理 , 值得深入研究。
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收稿日期 : 2005 - 02 - 24; 修回日期 : 2005 - 05 - 24
利用 RAPD方法确认 ‘重阳红 ’桃及其芽变
冉辛拓 1 　冯志红 2 　于丽辰 1 　韩继成 1 　王广鹏 1 　张新忠 1 　 (1 河北省农林科学院昌黎果树研究
所 , 昌黎 066600; 2 河北科技师范学院园艺园林系 , 昌黎 066600)
Determ ination of the Bud M utation of‘Chongyanghong’Peach by RAPD M ethod
Ran Xintuo1 , Feng Zhihong2 , Yu L ichen1 , Han J icheng1 , W ang Guangpeng1 , and Zhang Xinzhong1
(1 Changli Institu te of Pom ology, Hebei A cadem y of A griculture and Forestry Sciences, Chang li 066600, China; 2 Hebei N orm al
U niversity of Science and Technology, Chang li 066600, Ch ina)
关键词 : 桃 ; 芽变 ; 随机扩增多态性 DNA (RAPD)
中图分类号 : S 66211　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0420593201
‘重阳红 ’桃为昌黎县两山乡大久保桃园中的一个自然变异株 , 普遍认为是由 ‘大久保 ’桃 ( Prunus persica) 变
异而成 , 但缺乏直接证据。重阳红芽变是 1998年在昌黎两山乡重阳红桃树上发现的一个自然变异大枝。该变异基本
保留了重阳红桃的优良特性 , 并克服了原品种易落果和裂果的重大缺陷。历经 5年的高接和小苗嫁接繁殖试验 , 变异
系所有无性繁殖后代的果实遗传性稳定。我们采用 RAPD技术分析大久保 (6年生 )、重阳红 (6年生 ) 及重阳红芽
变 (4年生 ) 基因组 DNA的多态性 , 以期明确其相互之间的关系。
于生长季节取植株顶部幼嫩叶片 , 在液氮中磨碎样品 , 按 1∶5加入细胞匀浆缓冲液抽提细胞 , 离心倒掉上清液
后 , 去除可溶性杂质 , 再加细胞核裂解缓冲液 , 提取基因组 DNA。PCR反应体系为 20μL, 含 1 ×PCR反应缓冲液、
115 mmol·L - 1 MgCl2、012 mmol·L - 1 dNTPs、20 pmol·L - 1随机引物、50 ng模板 DNA和 1125 U Taq聚合酶。扩增反
应在 MJ Research公司的 PTC2100型 PCR仪上进行。反应参数为 : 94℃预变性 5 m in后 , 92℃变性 30 s, 36℃退火 1
m in, 72℃延伸 90 s, 循环 40次 , 最后 72℃延伸 10 m in, PCR结束后保持 18℃。PCR产物经 018%琼脂糖凝胶电泳后
用 UVP公司的 M 2260E凝胶成像仪拍照。某一 DNA片段在某样品中出现赋值 “1”, 不出现赋值 “0”, 以此为依据产
生二态性状集 , 用 RAPD istance 210程序将扩增片段的二态数据转换成距离数据 , 计算出的距离距阵用 PHYL IP 316程
序包中的 NE IGHBOR程序 (UPGMA法 ) 进行聚类 , 分析样品间亲缘关系的远近。
通过 OD260值将每个桃品种的 DNA浓度调至 50 ng·μL - 1后用于 PCR反应。经过重复 3次以上 , 400条随机引物
中筛选出 16条引物在所试的 3个材料间获得了清晰、重复性好的条带。16条引物共扩增出 93条带 , 平均每个引物扩
增出 518条带 , 绝大多数条带在 011～210 kb之间 , 其中 59条为多态性条带 , 占总带数的 63144%。UPGMA法聚类图
显示 , 重阳红与重阳红芽变聚为一类 , 久保聚为一类 , 重阳红芽变与重阳红的遗传距离仅为 01062, 亲缘关系较近。
通过基因组 DNA的 RAPD分析结果以及材料间果实性状的比较 , 结合形态指标确认 , 证实该芽变为重阳红芽变 , 而
久保与重阳红和重阳红芽变系的遗传距离分别为 01189和 01195, 重阳红与久保应为关系较远的不同品种。
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