全 文 ：中国农学通报 2015,31(31):104-118
Chinese Agricultural Science Bulletin
李属植物果实成熟软化研究进展
宣继萍，王 刚，贾展慧，郭忠仁
（江苏省中国科学院植物研究所，南京 210014）
摘 要：李属植物果实营养丰富，为人类提供了大量的营养物质，但是其果实采后迅速软化，导致果实品
质下降、不耐贮藏及货架期短。为了解李属植物果实成熟软化的研究概况，本研究归纳总结了李属植物
果实成熟过程中包括呼吸作用、乙烯释放、品质相关物质变化在内的生理变化，细胞壁结构、物质成分变
化、细胞壁降解相关酶在内的细胞壁变化，果实成熟软化相关的基因及果实成熟软化蛋白质组学研究进
展，并提出了存在的问题及未来研究趋势。指出目前李属植物果实成熟软化研究集中于果实采收后或
贮藏期间细胞壁物质成分、结构变化及细胞壁降解相关酶，如多聚半乳糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶等的活
性变化，及这些酶的基因克隆、功能分析，指出结合转录组学、蛋白质组学、代谢组学和基因组学等几种
组学将是李属植物果实成熟软化研究的发展方向。
关键词：李属植物；果实；成熟；软化
中图分类号：S662 文献标志码：A 论文编号：casb15060014
Research Advances of Ripening and Softening in Prunus Fruit
Xuan Jiping, Wang Gang, Jia Zhanhui, Guo Zhongren
(Institute of Botany, Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210014)
Abstract: The fruit of Prunus is rich in minerals, antioxidants, flavonoides and glutathione, which contribute
significantly to human nutrition and are considered to be one series of the most important commodities
consumed worldwide. The fruit firmness declined rapidly after post-harvest, resulting in the decrease of the
fruit quality, bad fruit storability and short of shelf life. Aiming to understand the survey of Prunus fruit
ripening and softening, and provide a reference to further research the mechanism of fruit ripening and
softening of Prunus plant, this paper summarized the proceeding of the physiological changes including
respiration, ethylene production, quality related materials, cell wall changes such as structure, composition and
enzymes involved in cell wall degradation, progress of gene related to fruit ripening and softening and
proteomics research in fruit ripening and softening. It also pointed out the existing problems and proposed the
research directions. The paper believed that the current research of fruit ripening and softening of Prunus were
concentrated in the changes of cell wall material composition and structure, enzyme activity changes of cell
wall degradation related enzyme such as polygalacturonase and β- galactosidase, and the gene cloning and
function analysis of cell wall degradation enzyme. The combination of transcriptomics, proteomics,
metabolomics and genomics studies will be the development direction of the Prunus plant fruit ripening and
softening research.
Key words: Prunus; fruit; ripening; softening
基金项目：科技部“十二五”科技支撑计划“核果类果树优质高效生产关键技术研究与示范”(2014BAD16B04)。
第一作者简介：宣继萍，女，1976年出生，浙江东阳人，副研究员，博士，研究方向为果树及观赏植物研究。通信地址：210014江苏省南京市玄武区中
山门外前湖后村1号江苏省中国科学院植物研究所，Tel：025-84347021，E-mail：xuanjiping@cnbg.net。
通讯作者：郭忠仁，男，1960年出生，江苏南京人，研究员，硕士，研究方向为果实及观赏植物研究。通信地址：210014江苏省南京市玄武区中山门外
前湖后村1号江苏省中国科学院植物研究所，Tel：025-84446898，E-mail：zhongrenguo@cnbg.net。
收稿日期：2015-06-02，修回日期：2015-07-31。
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
0 引言
李 属 (Prunus) 为 蔷 薇 科 (Rosaceae) 李 亚 科
(Prunoideae)植物，是温带最重要的果树之一，包括桃
(P. persica)、杏 (P. armeniaca)、樱桃 (P. avium and P.
cerassus)、李 (P. japonica and P. domestica)、梅（P.
mume）以及杏仁(P. amygdalus)等。李属植物果实由于
富含纤维、矿物质、抗氧化物质及黄酮类化合物和谷胱
甘肽等物质，为人类提供了丰富的营养物质。但其果
实在成熟后迅速软化，导致果实在采收后容易腐烂变
质、品质下降，限制了李属植物产业的发展。因此，研
究果实成熟软化机理，以延迟果实软化和延长果实货
架期，一直是人们关注的焦点。果实成熟软化是一个
非常复杂的过程，其间经历了一系列的生理生化变化，
包括细胞壁的降解、内含物的变化、呼吸速率以及其他
的代谢变化[1]。
软化是果实成熟衰老的一个重要特征。细胞壁结
构改变、细胞壁组分发生降解是导致果实质地软化的
主要原因[2]。细胞壁90%左右是多糖（包括纤维素、半
纤维素、果胶物质），10%左右是蛋白质、酶类和脂肪酸
等。果实成熟期间细胞壁结构成分及聚合物分子大小
发生着显著的变化。不溶性原果胶分解成可溶性的果
胶、果胶酸和半乳糖醛酸，果肉组织彼此分离，致使果
实变软。细胞壁物质的降解有大量的酶参与，主要是
一些水解酶，如多聚半乳糖醛酸酶 (PG)、果胶酯酶
(PE)、纤维素酶(Cx)、糖苷酶（β-半乳糖苷酶，即β-Gal
等）。在李属植物果实成熟软化期间，细胞壁的结构、
物质成分的变化以及细胞壁降解相关酶的活性变化，
已经有相当多的报道[3-9]，但是这些研究都只是对果实
成熟软化期间或者果实采后贮藏期间发生的细胞壁变
化及细胞壁降解酶活性进行研究，但对于期间这些变
化发生的先后顺序以及这些降解酶之间的相互作用等
都没有进行探讨。分子生物学的研究证明，果实成熟
软化是受基因控制的，细胞壁降解相关酶的基因（如
PG、PE等基因）已经在许多植物的果实中克隆得到[10-15]，
但是当前的研究主要围绕着PG、PE以及β-Gal等，而
对于其他一些在果实成熟软化中有重要作用的酶的编
码基因研究很少，且对这些基因在李属植物果实成熟
软化中的功能等研究很少有涉及。
乙烯早已被证实是果实成熟软化和衰老的重要因
子，尤其是对于越变型果实，关于乙烯在李属植物果实
成熟软化中的作用[16-17]及其生物合成[18-23]、信号转导[24-28]
等相关基因的研究也有很多报道。与乙烯相关的果实
成熟机理及其控制方面有了很大的研究进展。此外，
随着众多植物基因组测序工作的开展，后基因组学时
代已经到来，蛋白质组学在草莓[29]、葡萄[30]、香蕉[31]、桃[32]
等果实的成熟软化已有一些研究报道，但是这些蛋白
质组学在果实成熟软化上的研究都是应用双向电泳
(2DE)和双向荧光差异电泳(2D-DIGE)蛋白质组学技
术，对果实成熟软化前后差异表达的蛋白质进行鉴定，
并应用生物信息学手段对这些蛋白质的功能及参与的
代谢途径进行分析，由于双向电泳技术的弊端，低丰度
蛋白、极大和极小的蛋白、极碱性蛋白和疏水性蛋白都
不能得到有效分离，因此不能全面、清晰地了解果实成
熟软化过程中的蛋白表达的差异，也就不能阐明在此
过程中的蛋白调控网络和主要代谢途径。
由此可见，虽然在李属植物果实成熟软化上已有
不少研究，但至今尚未有李属植物果实成熟软化研究
进展的综述，不利于研究者的查阅借鉴。因此，笔者对
李属植物果实成熟软化过程中生理变化、细胞壁结构
及物质成分变化、细胞壁降解相关酶变化、成熟软化相
关基因及成熟软化机理的蛋白质组学研究等方面的研
究进展做一综述，以期为探明果实成熟软化机理提供
参考，并为李属植物果实保鲜技术的制定提供理论
依据。
1 李属植物果实成熟过程中生理变化研究进展
一般说来果实的生长发育包括授粉受精后细胞快
速分裂和以后的细胞生长2个主要时期。在果实发育
的后期，进入果实成熟阶段。伴随着果实成熟，将出现
呼吸跃变（CO2和乙烯释放速率增加），叶绿素降解，色
素合成，挥发物产生，糖、可溶性固形物、有机酸、单宁
和多酚类含量，硬度和香味等都发生明显变化[33]。李
属植物果实发育成熟过程中最明显的一个特征就是果
实质地软化，而果实质地软化主要是由包括细胞壁结
构及物质成分在内的细胞壁变化引起，而在细胞壁的
变化过程中，有很多酶如多聚半乳糖醛酸酶等的参与。
1.1 呼吸作用
呼吸生理与果实成熟及采后生理变化密切相关。
根据果实的呼吸及乙烯生物合成的特性，将果实分为
呼吸越变型和非呼吸越变型2类。李属植物果实大多
为呼吸越变型，在果实成熟过程中，会有呼吸高峰出
现，同时伴随有乙烯生成高峰出现，在桃、油桃果实成
熟期间，呼吸速率上升[34]，不同品种呼吸高峰出现时间
不同[35]，在果梅[36]和香白杏[37]果实采收后也都出现呼吸
高峰。对不同溶质型桃果实研究发现，在软肉桃果实
成熟过程中，呼吸速率变化与乙烯释放量变化、果实硬
度下降有一定关系，且其呼吸速率高于硬肉桃果实，但
在硬肉桃果实中不存在这种关系[38]。但是在非呼吸越
变型的新疆杏[39]及甜樱桃[40]果实成熟过程中，呼吸强
·· 105
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
度整体呈下降趋势，且在新疆杏中未出现呼吸越变现
象[39]，而甜樱桃则在果实绿色阶段末期到白粉色阶段
初期有一个小的呼吸高峰[40]。
1.2 乙烯释放量
大部分李属植物果实在成熟时常伴随乙烯的大量
产生。在桃成熟的前期，乙烯释放量比较低，随着果实
成熟度的增加，乙烯释放量逐渐增加，在8成熟的时候
达到高峰，随后又下降，其变化趋势与果实软化趋势较
一致[41]。但不同桃品种的乙烯高峰出现时间及峰值有
较大差异[35]，在李和果梅果实成熟过程中其乙烯释放
量与桃有相同的趋势[36,42]。但在耐贮的硬溶质桃品种
中，果实成熟期间，其乙烯释放量水平明显远低于软溶
质品种，且没有乙烯生成高峰出现[38,43]。由此可推断，
硬肉桃品种耐贮的原因可能就是因为在其成熟过程中
有极少量的乙烯生成。
1.3 品质相关物质变化
李属植物的果实是人们主要的水果消费品，为人
类提供大量的营养物质，主要是糖、酸、维生素、色素、
蛋白质及营养物质。在成熟软化过程中，这些物质都
会发生不同程度的变化。
1.3.1 糖 果实由发育初期的苦、涩、无味转变为成熟时
的色、香、味俱佳，糖分起着重要作用。大部分果实内
可溶性糖主要包括葡萄糖、果糖和蔗糖，葡萄糖和果糖
又被称为还原糖。蔗糖是所有桃果实在成熟过程中变
化最大的碳水化合物，成熟桃和杏果实中蔗糖是主要
的可溶性糖[44-47]，果糖、葡萄糖、山梨醇等的变化在不同
品种中差异较大，而在李成熟果实中主要的糖是葡萄
糖，其次是果糖、蔗糖、山梨醇，含量在不同品种中含量
差异很大[48-49]，且在李果实成熟时可溶性糖、总糖含量
增加[50]。
1.3.2 酸 酸度是影响果实品质的一个重要因素，主要
取决于有机酸的含量多少，果实内的有机酸主要包括
苹果酸、柠檬酸和酒石酸等，但是不同果实中有机酸的
种类不同。如桃果实中有机酸主要包括苹果酸、柠檬
酸和奎尼酸[51]，欧洲李果实中有机酸主要是苹果酸、延
胡索酸、莽草酸[50]，而杏则根据有机酸组分不同分为柠
檬酸型和苹果酸型[36]。有机酸的含量在果实的不同发
育时期是不同的，沈志军等[46]研究发现，在桃果实成熟
时，苹果酸含量波动较大，但不同品种变化趋势不同，
而柠檬酸的变化比较一致，柠檬酸含量在花后10天含
量最高，花后10~30天均有显著的大幅下降，此后出现
小幅的升高，且采前大部分品种出现降低的现象。而
果实细胞中液泡、细胞质和细胞间隙之间糖酸含量以
及糖酸比的差异可能是导致桃果实甜度风味变化的重
要原因[47]。李果实成熟时候，总酸含量下降[50]，可滴定
酸的含量逐渐降低[34]，而在梅果实成熟时候，可滴定酸
随着后熟作用先增加而后急剧下降[36]。
1.3.3 Vc Vc是水果的主要营养元素之一，其含量多少
是评价果实品质及营养价值高低的重要指标。新疆杏
成熟时，Vc含量增加[39]，而李果实发育初期Vc含量较
高，果实逐渐发育成熟，含量逐渐降低[52]。
1.3.4 其他物质 李属植物果实为人类提供了大量的营
养物质，这些营养物质除了糖、酸以外，还包括很多植
物营养素及一些生物活性物质，如酚类、醇类、黄酮类
等，使果实具有独特的风味，而其中的多酚类物质、花
青素等物质具有抗氧化活性，以降低由于过氧化引起
的疾病，如癌、心血管疾病及中风等[53-56]。一些研究发
现在桃、油桃、李果实中含有新绿原酸、肉桂酰奎尼酸、
绿原酸（羟基肉桂酸）、芦丁（黄酮），其中以新绿原酸含
量最高，其次是绿原酸，含量在不同品种间差异很大，
并且在整个果实成熟期，其总酚含量没有很大的变
化[48,50,57]，但Andreotti等[58]研究发桃和油桃果实中总酚
含量从花后到完全成熟呈逐渐降低的趋势。而在甜樱
桃果实中，绿原酸、儿茶素、表儿茶素、芦丁4种酚类的
含量之和低于欧洲李[50,59]。不同品种、果实成熟阶段及
果实部位，总酚含量不同，在李果实中，总酚主要是在
果皮中，且在‘Haganta’中，其含量随着果实成熟度增
加而增加[50]。Scordino等[60]发现，黄肉桃果实其果肉中
酚物质的含量远低于果皮。除了酚类物质以外，研究
者还在李属植物果实中发现了黄酮类物质，此外还在
果实中检测到了山奈酚、异鼠李素黄酮醇等黄酮类物
质[60]，在欧洲李果实发现了矢车菊素-芸香糖苷和花青
素-芸香糖苷等黄酮类物质，其中花青素主要在果皮中
存在，且其含量随着果实成熟度增加而增加，在果肉中
没有花青素的存在[48,50]，但在中国李果肉中有少量的花
青素[61]。有研究发现在桃成熟过程中类胡萝卜素的含
量不变，而在李果实的成熟衰老过程中花色苷的合成
则是一直延续的[62]。还有研究发现果实中的多酚、黄
酮含量与抗氧化能力有相关关系[63]。
1.4 果实成熟软化过程中细胞壁变化
1.4.1 细胞壁结构变化 果实成熟过程中，细胞及细胞
间隙的大小、细胞壁的结构及其厚度、细胞膜及其亚细
胞结构等都存在着复杂的变化过程[34]。细胞壁降解是
果实软化和品质改变的主要因素[64]。果实成熟初期，
细胞结构基本完整。乙烯高峰期，大部分细胞器已消
失，液泡增大。PG、LOX活性最高期，细胞器已完全液
泡化，胞间层出现裂痕[3]。油桃完熟时，细胞壁中胶层
溶解，电子密度降低，初生壁降解，微纤丝松懈，细胞间
·· 106
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
隙增大；质壁分离，液泡破损；叶绿体片层结构不是很
清晰[65]，而在果梅采后软化过程中，叶绿体数量减少，
有色体出现，线粒体降解，液泡破裂，胞间层增溶，微纤
丝排列松懈，最终导致果实的软化[66]。杏果实完全成
熟时，中胶层明显降解，叶绿体破裂，嗜锇颗粒散落，细
胞壁松散，细胞间隙增大，细胞外壁微纤丝松懈明显[39]。
不同溶质的桃品种在果实成熟时，细胞壁结构变化表
现明显不同，硬溶质桃品种相对软溶质桃品种在果实
成熟时细胞壁结构比较完整[34]。
1.4.2 细胞壁结构物质变化 大多数研究认为，细胞壁
结构的破坏，主要是由于细胞壁物质的大量分解造成，
包括果胶物质、纤维素、半纤维素的降解，同时伴随细
胞其他成分的分解[67]。
植物解剖学家和生物化学家研究的结果表明，在
末成熟果实的细胞初生壁和中胶层中都充满着果胶，
果胶由原果胶、果胶酸甲酯和果胶酸组成[68]。在果实
成熟之前，果胶质呈不溶状态，即以原果胶形式存在。
这时果肉质地坚硬，细胞结构完整。在果实后熟过程
中，原果胶逐渐降解为可溶性果胶，细胞结构随之受
损，果肉硬度迅速下降[67]，果实的软化伴随着水溶性果
胶(WSP)含量的上升和碳酸钠可溶性果胶(SSP)含量
的下降。桃果实在正常成熟过程中，首先是果胶分子
上的半乳聚糖和阿拉伯糖支链解离，然后是果胶分子
解聚、分子量下降，最后，可溶性果胶进一步分解，果胶
物质减少[4]。周培根等[5]发现，‘海夏早桃’随着果实的
成熟，水溶性果胶含量几乎呈线性增加，而果实硬度也
几乎呈线性下降。胡留申等[6]研究发现，硬肉桃‘双久
红’的原果胶含量降低速度明显低于软肉桃品种‘川中
岛白桃’，而水溶性果胶含量的上升幅度显著低于后
者。随着果实的成熟软化，桃果实中碳酸钠可溶性果
胶(SSP)和可溶性果胶(CSP)含量下降与果实硬度呈极
显著正相关，而果实的水溶性果胶(WSP)含量变化不
明显，且其含量与果实硬度相关性不大，外源乙烯利处
理促进了果实中 SSP含量的下降和WSP含量的上
升。而在采后贮藏期间，硬肉桃‘双久红’的SSP含量
明显高于软肉桃‘川中岛白桃’果实的，可见较低的
SSP降解速率是‘双久红’桃硬度较高的原因之一[69]。
Zhang等[70]的研究结果也发现，碳酸钠可溶性果胶（即
原果胶，SSP）是3种果胶（水溶性果胶WSP，螯合剂可
溶性果胶CSP和 SSP）中与硬度关系最密切的（正相
关）。同样的变化也在成熟过程中的中国樱桃中发现，
且发现黄熟期至红熟期均是果肉硬度和原果胶、水溶
性果胶变化最快的阶段[71]。
纤维素是细胞壁中的结构多糖，大量存在于初生
壁和次生壁中，是构成细胞壁的骨架物质，半纤维素是
带有支链的杂多糖[2]，由木聚糖和木葡聚糖组成。纤
维素和半纤维素在果胶降解的同时也发生变化[67]，而
且纤维素和半纤维素的降解被认为与果实软化关系密
切。研究发现，在果实成熟过程中，纤维素含量持续下
降，在果实成熟时，硬肉桃纤维素的含量显著高于软肉
桃，且成熟后硬度与纤维素含量呈极显著正相关 [6]。
梅果刚采收时，硬度较高，半纤维素由采收时难溶状态
（4 mol/L KOH可溶组分）降解为易溶状态（1 mol/L
KOH可溶组分）[72]。而对硬溶质型桃[7]研究后也发现，
与细胞壁连接松散的半纤维素多糖中（即KOH-1和
KOH-2组分），组成侧链的半纤维素和纤维素组分中
的阿拉伯糖逐渐下降，但其半乳糖下降不明显，而在成
熟后期其在与细胞壁紧密连接的半纤维素多糖（即
KOH-3组分）阿拉伯糖和半乳糖明显下降，且其降解
是果肉软化的重要因素，而在软肉桃果实成熟过程中，
半乳糖含量的降解仅发生在与细胞壁结合松散的半纤
维素多糖中[73]。Chen等[74]研究樱桃的半纤维素分子纳
米结构特征认为，半纤维素分子的链宽和链高与樱桃
的质地密切相关。
1.4.3 细胞壁降解相关酶 目前普遍认为，细胞壁结构
改变、细胞壁组分发生降解是导致果实质地软化的主
要原因[2]，果实软化过程中最显著的变化是果胶溶解
度的变化，并且在各种酶类的作用下，细胞壁发生了解
体作用[75]。
（1）多聚半乳糖醛酸酶。多聚半乳糖醛酸酶
（polygalacturonase，简称PG）是一类重要的水解酶，多
聚半乳糖醛酸酶主要功能是水解细胞壁中多聚半乳糖
醛酸中1,4-α-D-半乳糖苷键，生成低聚的半乳糖醛酸和
半乳糖醛酸，从而导致细胞壁结构解体，使果实软化[76]。
根据其作用方式，PG可分为内切PG(endo-PG)和外切
PG(exo-PG)2类，不同种类果实中PG的种类不同。周
培根等[5]研究发现，PG活性与桃果实软化关系极为密
切，随着果实成熟，PG活性逐渐增加，‘海夏早桃’和
‘白云桃’2个品种在果实成熟的最后10~20天内切PG
活性增加近50倍，而‘O’Henry’得到了相似的结果，并
且还发现该品种中外切 PG活性也上升，成熟果实中
的 endo-PG活性比未成熟果实增加5倍[8]，但在成熟后
‘肥城桃’果实中仅发现外切PG活性升高[77]。阚娟等[78]
还发现PG活性变化不仅与果肉硬度的变化呈明显的
负相关，还与乙烯及其合成相关酶的变化趋势一致，且
其高峰均出现于成熟中、后期，表明PG对桃果实成熟
中、后期果实的快速软化产生较大的影响。但是有研
究发现在成熟初期的中国李果实中，PG活性不高，一
·· 107
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
直到成熟后期果皮发红，其活性才跃增到初期的2倍，
说明多聚半乳糖醛酸酶在李果实的软化后期水解多聚
半乳糖醛，对果实的质地改变起到重要作用[79]。此外，
对于不同溶质型的桃品种，PG的作用不同，研究发现，
PG酶的活性是溶质型桃溶质化所必需的，但对于硬肉
桃的果实硬度下降则没有作用[9]。对于果梅，PG在其
后熟中有重要作用，王阳光等[80]研究发现在果梅采后
2~4天，PG活性升高，在 6天达到高峰，随后下降，且
PG活性的变化趋势与WSP呈正相关，而与 SSP及果
实硬度负相关，说明 PG是引起果酶果胶降解及果实
软化的关键酶[81]。
（2）果 胶 甲 酯 酶 。 果 胶 甲 酯 酶（pectin
methylesterase，简称 PME）是一种催化半乳糖醛残基
中C6梭基族脱甲基的酶，在决定果胶含量中起重要作
用[74]。PME催化的果胶甲基化是PG水解活性所必需
的，因此 PME的功能是为 PG准备水解底物[82]。许多
研究都发现，PME在李属植物果实成熟初期其活性就
急剧上升，且其活性增加早于PG活性[8,83]，但是其活性
与果梅硬度及细胞壁组分关系不大，说明PME在青梅
果实的早期软化中起作用[81]，其生理作用是启动PG的
活性，在果胶物质降解和果实软化中起辅助作用[75]。
（3）β- 半 乳 糖 苷 酶 。 β- 半 乳 糖 苷 酶（β-
galactosidase，简称β-Gal）能将果胶半乳聚糖水解成半
乳糖与葡萄糖，也具有半乳糖苷的转移作用。该酶主
要作用于细胞壁果胶侧链上的β-半乳糖，降解细胞壁
的果胶和半纤维素，参与果蔬成熟[84]。β-Gal在不同种
类植物果实中参与果实成熟软化的时期不同。很多研
究认为β-Gal在桃果实成熟早期活性很高，而随着果实
成熟，其活性呈下降趋势，认为β-Gal在桃果实前期与
果实软化密切相关[78,85]。但Brummell等[8]发现β-Gal活
性在桃整个果实成熟和衰老期内都保持持续增加趋
势，在樱桃中也有相类似的报道[83]，但是在中国李果实
的成熟过程却发现β-Gal的活性先升后降，且其活性上
升与果实硬度下降同步，说明β-Gal在中国李果实成熟
早期及中期的果实软化中有重要作用[79]。β-Gal作用
的靶点是果胶多糖的侧链，从而使果胶分子丧失完整
性，细胞间隙增大，增加了如PG等其他果胶酶与底物
的接触，如有研究发现β-Gal活性超前于PG活性的增
加[79,82]，推断β-Gal与果实前期成熟软化密切相关。而
赵胜锦[71]的研究却发现β-Gal在中国樱桃成熟早期活
性极低，且其活性高峰迟于PG，推测β-Gal与PG同为
中国樱桃软化时果胶降解的主导酶。但有的研究则认
为β-Gal与果实成熟软化无关，如薛炳烨[33]研究发现在
研究的 2个‘肥城桃’品种中，其β-Gal活性很低，而α-
半乳糖苷酶的活性很高，且其活性的变化与果实的硬
度下降密切相关。
（4）α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶。阿拉伯呋喃糖苷酶
（α-L-Arabinofuranosidas，简称α-Af）通过降解阿拉伯
聚糖末端为α-(1→3)糖苷键相连的阿拉伯呋喃糖残
基，使具支链的阿拉伯聚糖成线性结构，然后再从非还
原性末端顺序降解通过α-(1→5)糖苷键相连的线形阿
拉伯糖[86]。研究认为α-Af活性增加主要在桃果实成熟
的中后期，且与果实的软化步调一致，同时发现α-Af
的活性变化滞后于乙烯及其生物合成相关的因子，认
为 α- Af 的激活与内源乙烯的积累相关 [85,87]，但
Bremmulle等[8]研究却发现α-Af在桃果实整个成熟软
化期内都显示较高活性，并不仅仅是在成熟后期。对
于α-Af在果实成熟软化的研究报道目前还较少，关于
其在果实成熟软化中的具体作用及与其他果胶酶的相
互关系等都需要进一步研究。
（5）纤维素酶。纤维素酶(cellulase, Cx)的主要功
能是分解含1,4-葡萄糖基链的半纤维素基质多糖。研
究认为，Cx的活性上升与桃果实软化启动有关[88]，且
Cx活性与桃果实的硬度存在负相关关系[6]。已有结果
表明，纤维素酶参与果实早期发育和软化的起始 [89]。
薛炳烨[33]的研究则发现，Cx活性升高是‘肥城桃’果实
硬度下降的启动因子。但是在梅和甜樱桃的成熟软化
中，Cx主要参与后期的果实软化[81,90]，Cx通过水解难
溶的半纤维素起作用。
（6）脂氧合酶。脂氧合酶（lipoxygenas，简称
LOX）是催化细胞膜脂肪酸发生氧化反应的主要细胞
膜酶。LOX在植物衰老过程中与膜脂过氧化启动有
关[91]。果实组织的后熟软化与LOX参与的细胞膜脂
过氧化作用有关[92]。陈安均等[3]的研究发现，LOX在
桃果实进入成熟期后活性先上升后下降，其后一直维
持在较高水平，并且其活性上升先于乙烯高峰，认为
LOX可能是导致桃果实超微结构尤其是原生质体变
化的重要因素。
2 果实成熟软化相关基因研究进展
随着分子生物学研究的不断深入，发现果实的成
熟软化过程受许多基因作用。对果实成熟软化的分子
相关基因进行研究，不仅有助于揭示果实成熟软化的
生理机理，且为利用分子生物学手段选育一些耐贮的
优质的果实品种提供理论基础。
2.1 细胞壁降解相关酶基因研究进展
在果实成熟软化过程中，细胞壁物质成分发生了
变化，参与这一过程的水解酶主要包括多聚半乳糖醛
酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、纤维素酶(Cx)、糖苷酶类
·· 108
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
及α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶等。
2.1.1 多聚半乳糖醛酸酶 植物中的PGs是一个大的基
因家族[93]，早在1988年，Bird等[94]就从番茄中克隆了果
实特异表达的PG基因，在拟南芥基因组中其成员共
有66个[95]。在李属植物中，已经从桃[10，96]、李[11]、杏[12]等
果实克隆分离了许多与果实成熟软化相关的 PG基
因。Morgutti等 [97]发现，溶质桃 (Bolero)和不溶质桃
(Oro A)的 endo-PG基因的差异是由 2个品种的 endo-
PG基因在开放阅读框(ORF)之间存在5个SNP位点引
起的，其中1个是溶质型位点M的等位点，其可用于开
发进行溶质型或不溶质型的早期分子辅助筛选；而在
欧洲李的成熟和软化的果实中，Pd-PG1 mRNA表达
最高[11]。许多研究结果发现，在果实成熟软化过程中
果实PG基因的表达与果实内源乙烯量的增加具有时
间上的关联性，乙烯可能直接诱导了PG基因的表达，
如在欧洲李果实发育早期，外源乙烯处理后，PG基因
的表达量增加了 60%[11]，在油桃和硬溶质型桃果实采
后用外源乙烯处理，其 endo-PG基因表达增强，endo-
PG酶活性上升，油桃果实软化，但硬溶质型桃的果实
并未软化。同时发现油桃的Pp-endo-PG与溶质桃的
Pp-endo-PG基因有几个 SNP以及插入缺失(InDel)多
态性 [9]。为研究PG基因的功能，应用反义RNA技术
对PG基因进行负调控，研究发现将反义PG基因转化
番茄后，其转基因番茄植株的PG基因活性仅为对照
植物的 1.0%[98]，其果实的果胶降解受到了抑制，但其
果实软化、乙烯合成等未受影响，果实正常成熟，果实
硬度稍大于对照，只是其保鲜期延长了[99]。为了进一
步研究PG基因在李属植物果实成熟软化中的功能，
在桃和樱桃上都有转反义PG基因的报道[100-101]，但都
仅获得了转基因植株，并未对转基因植株的PG基因
的转录、PG酶表达活性及果实的成熟软化等进行系统
研究。关于转基因桃果实中PG基因转录、表达及果
实成熟、软化等需要进一步的研究，以明确PG基因的
功能及表达特性。
2.1.2 果胶（甲）酯酶 果胶（甲）酯酶(P(M)Es)同PGs一
样，在植物基因组内也是一个较大的基因家族。目前
为止，已经在桃、梅果实中克隆得到编码基因（NCBI
数据库），但是对于P(M)E基因的功能以及调控在番茄
上研究较多[102]。在转反义PE基因的番茄30天及完全
成熟的果实中，其PME的活性下降了80%~90%，但在
其叶片、茎及根部PME的活性无影响[103]。但另一个研
究却发现，转反义PE基因的番茄，在叶片和绿熟期的
果实中PE活性降低了 25%和 65%，但是转反义PE基
因的番茄果实软化比对照快[104]。
2.1.3 β-半乳糖苷酶 目前研究已经发现，β-半乳糖苷
酶(β-Gal)在植物中存在几种同工酶，如在番茄果实中
存在3种β-Gal的同工酶，即β-GalⅠ、Ⅱ、Ⅲ[105]，但研究
发现只有β-GalⅡ积极参与β-(l,4)-半乳糖苷键的降解，
与果实软化相关。Gerardi等 [106]发现，在甜樱桃果实
中，β-Gal有 4种同工酶，但主要的是2个，大小分别为
54、33 kDa。随着分子生物学的发展，目前已在番茄[13]、
苹果 [14]、猕猴桃 [107]、日本梨 [108]等果实中克隆得到了β-
Gal基因。在李属植物中，王晓飞[15]克隆了台湾甜桃、
美国黑李、龙眼梅、油口等核果类果树叶片β-Gal基因
片断，片断的大小分别为1388、1388、1389、1389 bp，又
从台湾甜桃的幼果克隆了β-Gal cDNA片断，但未能获
得该基因的全长。卞伟华等[106]从蟠桃叶片中克隆得
到了β-Gal基因全长 cDNA，该 cDNA 2559 bp，编码
853个氨基酸。徐秋红[110]从中国李果实中克隆获得了
β-Gal的全长 cDNA，并命名为PsGAL，与桃同源性为
98%，并发现采收当天其转录水平的表达量最高。
2.1.4 α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶 α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶
(α-Af)与果实的成熟软化的关系近些年受到国内外学
者的关注。编码该基因的 cDNAs已经从苹果[111]、日本
梨[112]、猕猴桃[113]等果实中克隆得到。李属植物中，已
经 从 桃 [114- 115] 和 李 [110,116] 果 实 中 克 隆 了 α- L-
arabinofuranosidase ARF1 cDNA，并发现该基因依赖于
乙烯表达与果实软化相关。但是Di Santo等[115]却发现
该PpARF/XYL的转录在桃植物器官的不同发育阶段
都有积累，即使在乙烯合成检测不到时也有，但是并不
能排除该基因在果实软化中的作用，推测可能这些细胞
壁基因根据需要在转录后进行调节的。Di Santo等[116]在
中国李‘Gigaglia’果肉中克隆得到的 2 个 α- L -
arabinofuranosidase/β- D- xylosidase 相关 cDNAs，即
PsARF/XYLa和PsARF/XYLb，在李许多器官中都可以
检测到这两个基因的转录，在生长期内，PsARF/XYL基
因转录后调节受选择性剪切调控，且乙烯参与了这个
调节，与此同时，还克隆了PsARF1基因，该基因编码
假定的α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶，在李绿熟期，其转录迅
速受到乙烯抑制。
2.1.5 纤维素酶 自20世纪50年代开始，纤维素酶(Cx)
就开始被关注。1984年，Whittle等 [117]首先报道了纤
Cx基因的克隆，至今已有 100多个Cx基因被克隆研
究，纤维素酶在植物体内有同工酶。Lewi等首先在菜
豆中报道了2个Cx的同工酶，而后陈乃荣[118]也在甜橙
中发现了2个同工酶。Bonghi等[119]发现在桃果实成熟
前期只有PI 6.5的同工酶，而在成熟软化阶段主要是
PI 9.5的同工酶。在李属植物中，已经从桃叶片和果
·· 109
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
实中克隆到了 3个 Cx的 cDNA，同时还分离得到了
ppEG1，该基因编码 pCel10，编码 479个氨基酸 [120]，而
Bonghi等[119]也从桃叶片中分离到了一个 753 bp的编
码EGase的 cDNA，并发现该酶参与了桃果实的早期
生长发育及果实的成熟软化起始阶段。
2.2 乙烯相关基因研究进展
乙烯是导致植物衰老的重要激素，尤其是在呼吸
越变型果实的成熟衰老的调控中是必不可少的。在桃
乙烯突变体品种‘Yumyeong’中只有很少的乙烯或者
没有乙烯生成，并且在果实贮藏期内始终保持相当的
硬度[121]。
2.2.1 ACC合成酶(ACC Synthase) Yang等[122]确定了由
蛋氨酸→甲基腺苷蛋氨酸 (SAM，S- adenosylme-
thionine) →1- 氨 环 丙 烯 - 1- 羧 酸 (ACC，1-
aminocyclopropanecarboxylic acid)→乙烯的植物体内
乙烯生物合成途径，并且指出ACC合成酶（简称ACS）
调节催化 SAM向ACC的转化，而ACC氧化酶(ACO)
则调节催化ACC到乙烯的转化过程，其中ACS是乙
烯生物合成途径中的限速因子。Rottmann等 [123]和
Olson等 [124]克隆了番茄果实的 ACS基因多个同源基
因，至今为止在番茄果实中发现了 9个 ACS同源基
因。在李属植物中，已经从桃[20]、梅[125]、李[126]、杏[127]等
果实中克隆得到ACS基因，并对这些基因的表达调控
进行了研究[128]，ACS的同源基因在果实成熟软化中调
控模式各不相同[127]，造成硬肉桃在成熟后不溶质的原
因可能是由于在果实成熟期Pp-ACS1受到抑制引起乙
烯生成量很低[20]，而在梅子成熟软化过程中，ACS表达
上调先于ACO基因及乙烯产量升高[125]。ACS的表达
受乙烯及乙烯抑制剂的调节，如在梅子成熟期间，外源
乙烯处理强烈地诱导了ACS和ACO表达，而创伤则仅
诱导了ACS的表达及少量的乙烯生成[125]，1-MCP处理
油桃果实12 h后在25℃下贮藏，ACS表达明显下降，但
是处理后在4℃贮藏ACS表达明显上调[128]。随着植物
基因工程的发展，利用ACS反义基因来调控果实的成
熟，已经在番茄上有许多报道。Oeller等 [129]将 LE-
ACC2基因的反义基因转化到番茄中，ACS的表达受到
了抑制，其转基因番茄果实的C2H4合成降低了99.5%，
抑制了番茄果实的成熟，当用外源乙烯或丙烯处理后，
可以将这种抑制作用逆转。来源于其他植物的ACS
基因的反义基因，目前其在转基因植物中的表达，大多
仍处于研究中。
2.2.2 ACC氧化酶(ACC Oxidase) ACC氧化酶(ACO)
又叫乙烯形成酶（简称EFE），也是乙烯生物合成途径中
的关键酶，直接催化ACC氧化成C2H4[130]。Tang等 [131]
首先在矮牵牛中发现有 4个编码ACO的同源基因，
ACO基因也由多基因家族编码，此后在番茄中发现了
编码ACO的 4个同源基因[132-133]，此外在苹果[134]、猕猴
桃[135]等植物中分离到了ACO基因。在李属植物中，从
桃[136-138]、李[139]、甜樱桃中[22]克隆到ACO基因，目前，从
桃果实中分离了至少3个ACO同源基因[136-138]。Ruperti
等[140]比较了桃 2个ACO基因的表达情况，发现 2个基
因在花、幼果、幼苗及长大的叶片上差异明显，其中
PpACO2仅在果实中表达且不受丙烯处理的影响，而
PpACO1在衰老的叶片、落果及成熟的果肉中强烈表
达，且其表达受丙烯影响。100 ppm以上浓度的乙烯
处理刺激 PP-ACO1的表达，而CO2+1-MCP处理后，
PP-ACO1表达降低了 50%。从甜樱桃中克隆到的
PacACO1在甜樱桃果实发育过程中不表达，但是外源
乙烯利和ABA处理能诱导其在果实中的表达[23]。为
研究桃 ACO基因在果实软化中的作用，Callahan和
Scorza[141]将桃ACO反义基因转入中国李中，发现与原
亲本相比，获得的反义桃ACO基因的李转基因株系的
乙烯生成延迟，果实软化延迟1周，但是其果实大小和
糖分等也低于对照果实。
2.2.3 乙烯信号相关基因 乙烯的生物学效应最终应是通
过乙烯信号转导途径得以实现的。已经从番茄[142-144,11-12]、
猕猴桃[26,145]、柿子[146]及香蕉[147]等多种果实中克隆了多
个乙烯受体编码基因。在李属植物中，研究者分别从
桃[27,148-149]、李[150-151]、甜樱桃[28]等果实中克隆了乙烯受体
编码基因。研究发现，在桃果实成熟软化过程中，
PpETR1表达量一直很低，桃PpERS1为乙烯信号途径
中的主要受体，其表达量与乙烯生成量相反[152]，在该
受体下游的Pp-CTR1，在果实发育的S1在幼果中迅速
表达，S2阶段该基因在幼果中表达下调而在种子中上
调，到果实迅速生长的S3阶段，Pp-CTR1在幼果中表
达上调，种子中表达下调，而在果实成熟软化时，该基
因表达维持一个较低的水平，且其表达量与乙烯生成
量变化趋势相反，说明该基因在果实成熟过程中的乙
烯信号途径中负调控乙烯反应[27]，而在Pp-CTR1的下
游的Pp-EIN2则在授粉受精后表达就开始上调，在果
实成熟软化期间，其表达与乙烯生成量同步上升，说明
Pp-EIN2在此期间的乙烯信号途径中正调控乙烯反
应，与果实软化有密切关系 [148]。EI-Sharkawy等 [150]在
中国李果实中克隆分离了 4个乙烯信号途径元件基
因，研究发现，受精后Ps-ERF1和Ps-ERS1转录水平立
即上调，Ps-ETR1和Ps-CTR1的转录水平直到S3阶段
后才开始上调，早熟品种的这 4个基因在果实成熟软
化期间表现为明显的依赖于乙烯的模式，而在晚熟品
·· 110
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
种中则表现为抑制越变的模式。但在非越变型果实甜
樱桃中研究发现，在果实始熟前，乙烯受体基因
（PacEIN2、PacEIL2、PacEIL3和PacEBF1）的表达量很
高，而在完熟果实及成熟叶片中，这些基因的表达量很
低，推测乙烯在甜樱桃成熟后期可能不起关键性的调
控作用[28]。
3 其他与果实成熟软化相关的基因研究进展
除了以上细胞壁水解酶相关酶基因及乙烯合成、
信号转导途径基因以外，β-甘露聚糖酶、扩展蛋白、α-
甘露糖苷酶等在果实成熟软化中的作用也很受关注。
β-甘露聚糖酶(β-mannanase)是一种能降解甘露聚
糖、葡萄甘露聚糖和半乳甘露聚糖主链的水解酶，属于
半纤维素酶类[110]。近年来与细胞壁多糖成分降解相
关β-甘露聚糖酶等成为果实软化机理研究的新焦点。
番茄种子LeMAN1是植物中最早克隆得到的编码β-甘
露聚糖酶的基因[153]，随后在其他植物中都克隆到了编
码β-甘露聚糖酶的基因，并发现β-甘露聚糖酶是由多
个基因编码的，已经在番茄中克隆到了 5个β-甘露聚
糖酶的同源基因，其中 2个来自成熟果实(LeMAN3、
LeMAN4)[154]，但是对于该基因如何调控β-甘露聚糖酶
在果实成熟中的活性从而影响果实软化仍未知。在李
属植物中，徐秋红 [110]从中国李果肉中克隆到了编码
β-甘露聚糖酶的基因，其 cDNA全长为 1647 bp，编码
433个氨基酸，但对于该基因在李属植物果实中的表
达调控等都未见研究报道。
扩展蛋白(expansin)是一类植物细胞壁蛋白，首先
在营养器官中发现，通过破坏纤维素和半纤维素之间
的非共价键如氢键而诱导植物细胞膨大[155]。在果实
成熟软化过程中，扩展蛋白通过促进细胞解体而使果
实软化[156]。在杏[154]、桃[158-159]、李[110]果实中分别克隆到
了编码Expansin的基因。杏Pa-Exp1 mRNA水平在半
熟阶段达到最高峰，随后下降，而Pa-Exp2 mRNA水平
从绿果期就开始积累，并在半熟期达到最高，随后下
降，认为这 2个基因的表达与果实大小正相关，其中
Pa-Exp1表达受乙烯下调控制，而Pa-Exp2则不受乙烯
调控[157]。
α-甘露糖苷酶（α-mannosidase，简称α-man），是糖
代谢过程中的N-聚糖加工酶，其功能是修剪N-聚糖中
的甘露糖。α-man在果实的成熟过程维持着较高的活
性，揭示其在果实的成熟软化中发挥功能[160]。α-man
在桃果实成熟中与其果实耐贮性有关，硬肉桃品种果
实中该酶的活性在采后后熟过程中低于软肉桃品种[161]，
编码桃α-man的基因 cDNA全长为 3491 bp，应用实时
荧光PCR定量技术发现，在其果实采后第 2天，α-man
就达到了表达高峰，外源乙烯利处理使得表达高峰提
前一天，且表达量显著高于对照，而 1-MCP则显著抑
制了α-man基因的表达[162]。
4 李属植物果实成熟软化机理的蛋白质组学研究进展
随着众多植物物种基因组测序工作的完成，植物
生物学的研究进入到了后基因组时代，如蛋白质组学
的研究。果实成熟是一个高度复杂的过程，包括一系
列不可逆的生理和分子生物学的变化，如细胞壁结构
和物质的变化、色素合成、糖、酸等风味物质的变化等，
最终使果实软化并可食用，这个过程不仅受到基因表
达、生长发育阶段和激素等因素的调控，还受到果实采
后处理方法、贮藏条件和时间等的调节。目前，在植物
果实成熟软化研究上，在草莓[163]、葡萄[164]、番茄[165]、苹
果[166]、香蕉[167]、桃[32,168-169]等植物上已有应用蛋白质组学
的研究报道。但大多研究均以桃作为越变型果树的模
式植物，应用蛋白质组学研究果实成熟软化机理，而在
李属其他果树上，在李[170]、杏[171]等也有少量研究。
Abdi等[170]应用 2D-PAGE分离了中国李、欧洲李、
桃和油桃 4种果实总蛋白质，结果发现Z1、Z2、Y和X
等 4个蛋白在果实最佳成熟期前几天合成，且随着成
熟度的增加其表达上升。这些蛋白可以作为判断桃、
李、油桃等果实最佳成熟度的一种方法。为了研究桃
果实成熟软化机理，Nilo等[32]应用 2D-DIGE分析了在
桃果实成熟软化及采后贮藏过程中冷害涉及的可能途
径，发现 endo-PG、CAT、NADP-异柠檬酸脱氢酶、PME
以及脱水素等可以用来区分采后贮藏过程中健康与受
冷害的果实，在采后储藏期间影响最大的是逆境、细胞
平衡、碳水化合物及氨基酸代谢相关的蛋白，此外，还
有一些与桃果实成熟软化及冷害相关的蛋白在采后贮
藏中发生变化，说明蛋白质组研究可以鉴别果实发育
不同阶段的特异变化蛋白。为了探明乙烯在桃果实成
熟软化中的作用，Zhang等[168]应用2D-PAGE对1-MCP
和乙烯利处理后的溶质型桃品种‘晖雨露’的差异蛋
白，发现1-MCP抑制了淀粉降解、糖酵解、ACC氧化酶
(ACO)、ABA逆境蛋白和如微管蛋白、肌动蛋白等细
胞结构相关蛋白的表达，同时诱导了 chaperonin60及
HSP，而乙烯利则诱导了ACO、ABA逆境蛋白及如微
管蛋白、肌动蛋白等细胞结构相关蛋白。为研究不同
溶质型桃品种的成熟软化差异的机理，Prinsi等[169]利
用 2D对溶质和不溶质的 2个桃品种的果实在成熟和
未成熟2个阶段的蛋白表达的情况，发现53个蛋白在
成熟前后表达有差异，这些蛋白分别参与了含碳物质、
碳水化合物、有机酸及氨基酸在内的基础代谢、乙烯生
物合成以及参与次生代谢和胁迫应激的蛋白质代谢，
·· 111
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
其中 3个参与乙烯生物合成和代谢的酶是变化最大
的，其中ACO变化最大，其次是SAM合成酶和β-氰丙
氨酸合成酶，同时，发现在桃果实跃变前后，溶质型桃
果实ROS清除酶的表达更高，说明溶质型桃果实的
ROS（活性氧）含量更高，意味着在果实越变过程中，溶
质型桃果实承受的氧化胁迫压力更大。为进一步明确
桃果实成熟软化的机理，Nilo等[172]研究了桃成熟软化
过程中桃和油桃中果皮的蛋白变化，结果发现，仅有
14个蛋白的表达在所有供试品种中发生变化，意味着
桃的商业品质遗传背景很狭窄。这些蛋白包括碳水化
合物代谢以及果实衰老过程中的细胞壁代谢，可以以
此作为区分成熟与软化的潜在的分子标记。此外，由
于桃的内果皮在果实发育早期有着重要作用，Hu等[173]
应用2D研究了在桃花后不同时期内果皮和中果皮的
蛋白质学变化，发现了68个蛋白表达在此期间发生变
化，而变化最大的丙酮酸脱氢酶与内果皮的木质素发
育正相关，且在比较内果皮和中果皮时发现木质素和
类黄酮途径存在着竞争关系，最后发现了一个内果皮
特异氧化胁迫，其可刺激木质化和随后的细胞程序死
亡。由于在果实成熟软化、采后及衰老过程中，经常会
发现有ROS发生变化，Qin等[174]应用2D及免疫印迹方
法研究了桃的线粒体，发现在衰老的果实中抗氧化酶
Mn-SOD酶活性改变了，同时还发现，在衰老的果实
中，依赖于电压的阴离子选择性通道、三羧酸循环
(TCA)途径的酶、苹果酸脱氢酶及顺乌头酸酶被诱导，
蛋白羰基化反应水平上升。且以上这些蛋白的氧化与
抗氧化体蛋白及TCA酶催化活性的失去同步。以上
这些结果说明，线粒体蛋白的氧化还原损伤引起线粒
体蛋白功能障碍，最终导致果实衰老。应用2D对杏果
实发育 3个阶段的蛋白质组研究发现，在杏果实发育
过程中，参与主要生物过程影响代谢/结构的酶发生变
化，如有机酸、碳水化合物及能量代谢，乙烯生物合成、
细胞壁修饰及逆境响应等，还有一些蛋白与果实特异
外观特性相关。这些差异表达的蛋白可以为改善果实
品质的分子辅助育种提供指标[171]。
随着蛋白质组学技术的不断发展，越来越多的新
兴技术应用于果实成熟软化机理的研究。近年来，相
对和绝对定量的同位素标记法 (isobaric tags for
relective and absolute quantitation，iTRAQ)已应用于果
实成熟软化的研究，但主要是在葡萄果实发育研究，
Martinez-Esteso等 [175]应用 iTRAQ技术对葡萄浆果的
外果皮发育过程中的蛋白质谱进行研究，发现许多在
葡萄果皮色泽发育中有重要作用的蛋白。其后又对葡
萄浆果整个发育过程中的蛋白质水平进行了研究，发
现在葡萄浆果发育过程中主要有蔗糖和苹果酸代谢，
包括呼吸、光合作用及发酵等的能量代谢、多酚为主的
次生代谢，并鉴别了一些碳水化合物及苹果酸代谢的
关键步骤，如PFP-PFK、SuSy-INV，这 2个步骤会影响
成熟果实中的最终的糖酸比[176]。但是在其他果实中
很少有应用 iTRAQ研究果实成熟软化的报道，在李属
植物上至今也未见有相关报道。
5 存在问题及趋势
果实软化是一个果实成熟的重要特征，除了色、
香、味等品质发生变化以外，果实的硬度、松实、脆韧、
腻粗等都与果实的软化相关[75]。防止果实软化，延长
果实的寿命及货架期是当前的重大任务。
对果实成熟软化的研究，大多研究主要集中于细
胞壁解体、细胞壁相关酶的活性变化及编码这些酶的
基因克隆及功能分析等，近些年也有将蛋白质组学应
用于果实成熟软化的研究，但仍存在以下不足之处。
（1）目前大多数研究集中于果实成熟软化过程中细胞
壁的结构和物质的变化，以及 PG等细胞壁降解相关
的酶的活性变化，但是对于在果实成熟软化过程中这
些酶之间的关系以及相互作用至今未有阐述。（2）在果
实成熟软化过程中有许多酶参与作用，且不同酶在不
同种类的果实中活性以及表达的时期各不相同。但是
在果实成熟过程中，这些酶通常是相互作用，目前已有
一些研究对单个酶或者少数几个酶的功能在酶学或者
分子生物学水平上研究，但是至今未有对果实成熟过
程中的全部酶或者绝大多数酶同时进行研究，以确定
在果实成熟软化中发挥决定性作用的是何种酶。（3）目
前已有一些应用蛋白质组学对果实成熟软化进行研究
的报道，但是研究的重点在于研究果实成熟、呼吸越变
前后、采后处理贮藏过程等的差异表达蛋白进行鉴定，
对于果实成熟软化中蛋白磷酸化、甲基化等蛋白修饰
以及重要生理过程如乙烯的生物合成及信号转导、呼
吸代谢及ROS的清除及膜脂过氧化等相关蛋白等的
研究很少。
未来对于果实成熟软化的研究应关注于以下几个
方面。（1）以某一树种为研究对象，研究其成熟软化过
程中果实细胞壁结构及细胞壁物质成分的变化情况，
以确定在果实成熟软化过程中细胞壁物质成分降解的
顺序，以及其对果实硬度之间相关性。（2）测定果实发
育不同阶段的转录组，筛选果实成熟相关基因，结合其
他组学如蛋白质组学、代谢组学等，以全面系统地探明
果实成熟软化过程中的各个生理生化变化过程。（3）对
关键基因进行克隆，通过合理的试验设计如敲除、基因
沉默或过量表达基因等手段，确定基因的功能。（4）对
·· 112
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
影响果实成熟软化的激素（如内源乙烯、ABA、IAA、多
胺等激素）及调节因子的作用，并对相互作用关系进行
研究，以明确影响调控果实成熟软化的关键因素。（5）
李属植物多为呼吸越变型果树，乙烯在其果实成熟软
化中有着很重要的作用，因此克隆、鉴定和转化乙烯合
成、信号转导关键基因，以明确乙烯在李属植物果实成
熟软化中的确切作用。（6）应用反义RNA技术，构建含
有多个基因的多融合反义基因，通过转化多个反义基
因，同时抑制多个功能基因表达，以延缓果实软化进
程。（7）在蛋白质组学技术上，加强应用非电泳技术如
高效液相、多维蛋白质鉴定技术及定量蛋白质鉴定技
术如 iTRAQ等分离技术，以实现对亚细胞蛋白质组学
的研究，并应用现代软件等分析蛋白的相互作用，揭示
果实成熟软化的蛋白调控网络图，同时对蛋白质翻译
后修饰如磷酸化、甲基化及糖基化等进行研究，并分析
蛋白质翻译后修饰与果实成熟软化的相关性。
参考文献
[1] 朱明月,沈文涛,周鹏.果实成熟软化机理研究进展[J].分子植物育
种,2005,3(3):421-426.
[2] 赵云峰,林瑜,林河通.细胞壁组分变化与果实成熟软化的关系研
究进展[J].食品科技,2012(12):29-33.
[3] 陈安均,罗云波.不同熟期桃果实超微结构及相关代谢的研究[J].
果树学报,2002,19(1):67-69.
[4] Dawson D M, Melton L D, Watkins C B. Cell wall changes in
nectarines (Prunus persica) solubilization and depolymerization of
pectic and neutral polymers during ripening and in mealy fruit[J].
Plant Physiology,1992,100(3):1203-1210.
[5] 周培根,罗祖友,戚晓玉,等.桃成熟期间果实软化与果胶及有关酶
的关系[J].南京农业大学学报,1992,14(2):33-37.
[6] 胡留申,董晓颖,李培环,等.桃果实成熟前后细胞壁成分和降解酶
活性的变化及其与果实硬度的关系[J].植物生理学通讯,2007,43
(5):837-841.
[7] 阚娟,刘涛,金昌海,等.硬溶质型桃果实成熟过程中细胞壁多糖降
解特性及其相关酶研究[J].食品科学,2011,32(4):268-274.
[8] Brummell D A, Dal Cin V, Crisosto C H, et al. Cell wall
metabolism during maturation, ripening and senescence of peach
fruit[J]. Journal of Experimental Botany,2004,55(405):2029-2039.
[9] Ghiani A, Negrini N, Morgutti S, et al. Melting of‘Big Top’
nectarine fruit: some physiological, biochemical, and molecular
aspects[J]. Journal of the American Society for Horticultural
Science,2011,136(1):61-68.
[10] 马庆虎,王莉梅,宋艳茹,等.肥城桃中多聚半乳糖醛酸酶基因的分
离及其表达研究[J].植物学报,1999,41(3):263-267.
[11] Iglesias-Fernández R, Matilla A J, Rodriguez-Gacio M C, et al. The
polygalacturonase gene PdPG1 is developmentally regulated in
reproductive organs of Prunus domestica L. subsp. insititia[J]. Plant
Science,2007,172(4):763-772.
[12] Leida C, Ríos G, Soriano J M, et al. Identification and genetic
characterization of an ethylene- dependent polygalacturonase from
apricot fruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2011,62:26-34.
[13] Carey A T, Holt K, Picard S, et al. Tomato exo- (1→4)- [beta]- D-
galactanase (isolation, changes during ripening in normal and
mutant tomato fruit, and characterization of a related cDNA clone)
[J]. Plant Physiology,1995,108(3):1099-1107.
[14] Ross G S, Wegrzyn T, MacRae E A, et al. Apple [beta]-
Galactosidase (Activity against Cell Wall Polysaccharides and
Characterization of a Related cDNA Clone) [J]. Plant Physiology,
1994,106(2):521-528.
[15] 王晓飞.若干核果类果树及番木瓜β-半乳糖苷酶同源基因的克隆
[D].福州:福建农林大学,2005:16-24.
[16] Giovannoni J. Genetic regulation of fruit development and ripening
[J]. The Plant Cell online,2004,16(suppl1):170-180.
[17] Giobannoni J. Fruit ripening mutants yield insights into ripening
control[J]. Current Opinion in Plant Biology,2007,10(3):283-289..
[18] Hamilton A J, Bouzayen M, Grierson D. Identification of a tomato
gene for the ethylene- forming enzyme by expression in yeast[J].
Proceedings of the National Academy of Sciences,1991,88(16):
7434-7437.
[19] Vander S D, Wiemeersch L, Goodman H M, et al. Purification and
partial characterization of 1- aminocyclopropane- 1- carboxylate
synthase from tomato pericarp[J]. European Journal of
Biochemistry,1989,182(3):639-647.
[20] Dong J G, Kim W T, Yip W K, et al. Cloning of a cDNA encoding
1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase and expression of its
mRNA in ripening apple fruit[J]. Planta,1991,185(1):38-45.
[21] Tatsuki M, Haji T, Yamaguchi M. The involvement of 1-
aminocyclopropane- 1- carboxylic acid synthase isogene, Pp- ACS1,
in peach fruit softening[J]. Journal of Experimental Botany,2006,57
(6):1281-1289.
[22] Muñoz-Robredo P, Rubio P, Infante R, et al. Ethylene biosynthesis
in apricot: Identification of a ripening-related aminocyclopropane-1-
carboxylic acid synthase (ACS) gene[J]. Postharvest Biology and
Technology,2012,63(1):85-90.
[23] 任杰,吴洁芳,冷平,等.甜樱桃果实NCED基因的克隆及其表达[J].
园艺学报,2010,37(6):891-898.
[24] Leclercq J, Adams- Phillips L C, Zegzouti H, et al. LeCTR1, a
Tomato CTR1-Like gene, demonstrates ethylene signaling ability in
Arabidopsis and novel expression patterns in tomato[J]. Plant
Physiology,2002,130(3):1132-1142.
[25] Wang J, Chen G, Hu Z, et al. Cloning and characterization of the
EIN2- homology gene LeEIN2 from tomato: Full Length Research
Article[J]. Mitochondrial DNA,2007,18(1):33-38.
[26] Yin X, Allan A C, Chen K, et al. Kiwifruit EIL and ERF genes
involved in regulating fruit ripening[J]. Plant Physiology,2010,153
(3):1280-1292.
[27] Zhao C P, Zhi J H, Han M Y, et al. Characterization of Pp- CTR1
gene expression during fruit development and ripening in peach
(Prunus persica) [J]. European Journal of Horticultural Science,
2013,78(6):241-248.
·· 113
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
[28] 吴艳艳.甜樱桃果实中五个乙烯信号转导基因的克隆及其表达
[D].泰安:山东农业大学,2011:26-41.
[29] Bianco L, Lopez L, Scalone A G, et al. Strawberry proteome
characterization and its regulation during fruit ripening and in
different genotypes[J].J Proteomics,2009,72(4):586-607.
[30] Deytieux C, Geny L, Lapaillerie D, et al. Proteome analysis of
grape skins during ripening[J].Journal of Experimental Botany,2007,
58(7):1851-1862
[31] Toledo T T, Nogueira S B, Cordenunsi, B R, et al. Proteomic
analysis of banana fruit reveals proteins that are differentially
accumulated during ripening[J]. Postharvest Biology and
Technology,2012,70:51-58.
[32] Nilo R, Saffie C, Lilley K, et al. Proteomic analysis of peach fruit
mesocarp softening and chilling injury using difference gel
electrophoresis (DIGE)[J]. BMC Genomics,2010,11(1):43.
[33] 薛炳烨.肥城桃和草莓果实发育成熟软化生理机理的研究[D].泰
安:山东农业大学,2002:41.
[34] 阚娟,谢海艳,金昌海.桃果实成熟软化过程中生理特性及细胞壁
超微结构的变化[J].江苏农业学报,2012,28(5):1125-1129.
[35] 吴大军,陈妙金,陈克明,等.不同水蜜桃品种果实的生理品质评价
[J].浙江农业学报,2009,21(4):362-365.
[36] 刘明橞,李堂察,吕明雄,等.梅采收后果实生理与品质之变化[J].台
湾园艺,2010,56(3):157-169.
[37] 赵瑞平,白殿海.香白杏贮藏试验初探[J].北方园艺,2008(6):217-
218.
[38] 胡留申,纪仁芬,李培环,等.硬肉桃果实成熟前后呼吸和淀粉酶活
性变化及其与硬度的关系[J].江苏农业科学,2013,41(2):152-153.
[39] 李萍.新疆杏果实发育期及采后生理生化机理研究[D].乌鲁木齐:
新疆农业大学,2013:22-30.
[40] Zhao Y, Collins H P, Knowles N R, et al. Respiratory activity of
‘Chelan’,‘Bing’and‘Selah’sweet cherries in relation to fruit
traits at green, white- pink, red and mahogany ripening stages[J].
Scientia Horticulturae,2013,161:239-248.
[41] 金昌海,阚娟,索标,等.桃果实成熟软化过程中α-L-阿拉伯呋喃糖
苷酶活性和乙烯合成相关因子的变化[J].食品科学,2006,27(1):
61-64.
[42] 阚娟,车婧,刘俊,等.李果实成熟软化过程中生理特性及乙烯合成
变化的研究[J].扬州大学学报:农业与生命科学版,2012,33(2):67-
72.
[43] 苏素香,赵彩平,曹丽军,等.两种不同耐贮性桃果实采后乙烯合成
和果实软化相关基因表达的差异[J].农业生物技术学报,2015,23
(4):450-458.
[44] 牛景,赵剑波,吴本宏,等.不同来源桃种质果实糖酸组分含量特点
的研究[J].园艺学报,2006,33(1):6-11.
[45] 陈美霞,陈学森,慈志娟,等.杏果实糖酸组分及其不同发育阶段的
变化[J].园艺学报,2006,33(4):805-808.
[46] 沈志军,马瑞娟,俞明亮,等.桃果实发育过程中主要糖及有机酸含
量的变化分析[J].华北农学报,2007.22(6):130-135
[47] 姜凤超,王玉柱,孙浩元,等.桃果实细胞内糖酸分布对果实甜酸风
味的影响[J].西北植物学报,2014,34(6);1227-1232.
[48] Usenik V, Stampar F, Kastelec D. Phytochemicals in fruits of two
Prunus domestica L. plum cultivars during ripening[J]. Journal of
the Science of Food and Agriculture,2013,93(3):681-692.
[49] 贾展慧,张计育,宣继萍,等.槜李和油㮈果实品质比较分析[J].中国
南方果树,2014,43(3):110-112,113.
[50] Usenik V, Kastelec D, Veberič R, et al. Quality changes during
ripening of plums (Prunus domestica L.)[J]. Food Chemistry,2008,
111(4):830-836.
[51] Byme D H, Nikolic A N, Burns E E. Variability in sugars, acids,
firmness, and color charaeteristics of 12 peach genotypes[J].
Journal of the American Society for Horticultural Science,1991,116
(6):1004-1006.
[52] 赵树堂,关军锋,孟庆瑞,等.李果实发育过程中糖、酸、维生素C含
量的变化[J].果树学报,2004,21(6):612-614.
[53] Kang S Y, Seeram N P, Nair M G, et al. Tart cherry anthocyanins
inhibit tumor development in ApcMin mice and reduce proliferation
of human colon cancer cells[J]. Cancer Letters,2003,194(1):13-19.
[54] Tall J M, Seeram N P, Zhao C, et al. Tart cherry anthocyanins
suppress inflammation-induced pain behavior in rat[J]. Behavioural
Brain Research,2004,153(1):181-188.
[55] Yoo K M, Al- Farsi M, Lee H, et al. Antiproliferative effects of
cherry juice and wine in Chinese hamster lung fibroblast cells and
their phenolic constituents and antioxidant activities[J]. Food
Chemistry,2010,123(3):734-740.
[56] Serra A T, Duarte R O, Bronze M R, et al. Identification of
bioactive response in traditional cherries from Portugal[J]. Food
Chemistry,2011,125(2):318-325.
[57] Lozano M, Vidal- Aragón M C, Hernández M T, et al.
Physicochemical and nutritional properties and volatile constituents
of six Japanese plum (Prunus salicina Lindl.) cultivars[J].
European Food Research and Technology,2009,228(3):403-410.
[58] Andreotti C, Ravaglia D, Ragaini A, et al. Phenolic compounds in
peach (Prunus persica) cultivars at harvest and during fruit
maturation[J]. Annals of Applied Biology,2008,153(1):11-23.
[59] Usenik V, Stampar F, Fajt N. Pomological and phenological
characteristics of some autochthonous Slovenian plum cultivars[J].
Acta Horticulturae,2007,34:53-59.
[60] Scordino M, Sabatino L, Muratore A, et al. Phenolic
characterization of Sicilian yellow flesh peach (Prunus persica L.)
cultivars at different ripening stages[J]. Journal of Food Quality,
2012,35:255-262.
[61] Díaz- Mula H M, Zapata P J, Guillén F, et al. Changes in
physicochemical and nutritive parameters and bioactive compounds
during development and on-tree ripening of eight plum cultivars: a
comparative study[J]. Journal of the Science of Food and
Agriculture,2008,88(14):2499-2507.
[62] Puerta- Gomez A F, Cisneros- Zevallos L. Postharvest studies
beyond fresh market eating quality: Phytochemical antioxidant
changes in peach and plum fruit during ripening and advanced
senescence [J]. Postharvest Biology and Technology,2011,60(3):
220-224.
[63] Prvulović D, Malenčić D, Popović M, et al. Antioxidant Properties
of Sweet Cherries (Prunus avium L.)-Role of Phenolic Compounds
[J]. World Academy of Science, Engineering and Technology,2011,5
·· 114
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
(11):687-690.
[64] Bennett A B, Labavitch J M. Ethylene and ripening- regulated
expression and function of fruit cell wall modifying proteins[J].
Plant Science,2008,175(1):130-136.
[65] 孙芳娟.采收成熟度对油桃果实贮藏效应和果肉细胞超微结构的
影响研究[D].杨陵:西北农林科技大学,2007:28.
[66] 陆胜民,席屿芳.采后处理对梅果细胞超微结构的影响[J].食品科
学,2001,22(6): 62- 63.
[67] 吴彩娥,王文生.果实成熟软化机理研究进展[J].果树学报,2001,18
(6):365-369.
[68] 朱广廉.果实成熟的基因工程研究[J].生物学通报,1995,30(11):1-3.
[69] 王滨,李培环,董晓颖,等.不同溶质桃果实成熟前后及采后激素处
理下硬度和果胶含量的变化[J].青岛农业大学学报:自然科学版,
2013,30(3):174-178.
[70] Zhang L, Chen F, Yang H, et al. Changes in firmness, pectin content
and nanostructure of two crisp peach cultivars after storage[J]. LWT-
Food Science and Technology,2010,43(1):26-32..
[71] 赵胜锦.中国櫻桃的果实软化生理及贮藏性研究[J].杭州:浙江大
学,2014:8-10.
[72] 陆胜民,席芳,张耀洲.梅果采后软化与细胞壁组分及其降解酶活
性的变化[J].中国农业科学,2003,36(5):595-598.
[73] 金昌海,索标,阚娟等.桃果实成熟软化过程中细胞壁多糖降解特
性的研究[J].扬州大学学报:农业与生命科学版,2006,27(3):70-75.
[74] Chen F, Zhang L, An H, et al. The nanostructure of hemicellulose of
crisp and soft Chinese cherry (Prunus pseudocerasus L.) cultivars
at different stages of ripeness[J]. LWT- Food Science and
Technology,2009,42(1):125-130.
[75] 许彬,陈发河.果实成熟衰老过程中软化机理研究进展[J].农产品
加工:学刊(下),2011(6):10-13.
[76] 张进献,李冬杰,李宏杰.果实软化过程中细胞壁结构和组分及细
胞壁酶的变化[J].河北林果研究,2007,22(2):180-182,186.
[77] 薛炳烨,束怀瑞.肥城桃两品系果实细胞壁成分和水解酶活性的比
较[J].园艺学报,2004,31(4):499-501.
[78] 阚娟,金昌海,汪志君,等.β-半乳糖苷酶及多聚半乳糖醛酸酶对桃
果实成熟软化的影响[J].扬州大学学报,2006,27(3):76-80.
[79] 徐晓波.李果实成熟过程中细胞壁多糖的降解和相关酶的研究
[D].扬州:扬州大学,2008:45.
[80] 王阳光,陆胜民,马子骏,等.青梅果实采后的软化特性与色泽变化
[J].果树学报,2002,19(3):171-174.
[81] 陆胜民,席芳,张耀洲.梅果采后软化与细胞壁组分及其降解酶活
性的变化[J].中国农业科学,2003,36(5):595-598.
[82] Awad M, Young R E. Postharvest variation in cellulase,
polygalacturonase, and pectinmethylesterase in avocado (Persea
americana Mill, cv. Fuerte) fruits in relation to respiration and
ethylene production[J]. Plant Physiology,1979,64(2):306-308.
[83] Barrett D M, Gonzalez G. Activity of softening enzymes during
cherry maturation[J]. Journal of Food Science, 2004,59(3):574-577.
[84] 阚娟.不同溶质型桃果实成熟软化机理研究[D].扬州:扬州大学,
2011:
[85] Jin Changhai, Kan Juan, Wang Zhijun, et al. Activities of β-
Galactosidase and α- L- arabinofuranosidase, ethylene biosynthetic
enzymes during peach ripening and softening[J]. Journal of Food
Processing and Preservation,2006,30:515-526.
[86] 佟兆国,王飞,高志红,等.果胶降解相关酶与果实成熟软化[J].果树
学报,2011,28(2):305-312.
[87] 金昌海,索标,阚娟,等.桃果实成熟软化过程中细胞壁多糖降解特
性的研究[J].扬州大学学报:农业与生命科学版,2006,27(3):70-75.
[88] 茅林春,应铁进.桃果实絮败与果胶质变化和细胞壁结构的关系
[J].植物生理学报,1999,25(2):121-126.
[89] Bonghi C, Ferrarese L, Ruperti B, et al. Endo-β-l,4-glucanases are
involved in peaeh fruit growth and ripening, and regulated by
ethylene[J]. Physiologia Plantarum,1998,102(3):346-352.
[90] Andrews P K, Li S L. Cell wall hydrolytic enzyme activity during
development of nonclimacteric sweet cherry (Prunus avium L.) fruit
[J]. Journal of Horticultural Science,1995,70(4):561-567.
[91] Fobel M, Lynch D V, Thompson J E. Membrane Deterioration in
Senescing Carnation Flowers Coordinated Effects of Phospholipid
Degradation and the Action of Membranous Lipoxygenase[J]. Plant
Physiology,1987,85(1):204-211.
[92] 吴敏,陈昆松,张上隆,等.桃果实采后脂氧合酶活性和膜脂脂肪酸
组分的变化[J].园艺学报,2001,28(3):218-222.
[93] Hadfield K A, Bennett A B. Polygalacturonases: many genes in
search of a function[J]. Plant Physiology,1998,117(2):337-343.
[94] Kim J, Shiu S H, Thoma S, et al. Patterns of expansion and
expression divergence in the plant polygalacturonase gene family
[J]. Genome Biology,2006,7(9): R87:1-14.
[95] Bird C R, Smith C J S, Ray J A, et al. The tomato
polygalacturonase gene and ripening- specific expression in
transgenic plants[J]. Plant Molecular Biology,1988,11:651-662.
[96] 陈鑫.桃多聚半乳糖醛酸酶(PG)基因克隆及反义表达载体的构建
[D].兰州:甘肃农业大学,2009:31-34.
[97] Morgutti S, Negrini N, Nocito F F, et al. Changes in
endopolygalacturonaselevels and characterizationofaputative endo-
PG gene during fruit softening in peach genotypes, vim nonmelting
and melting flesh fruit phenotypes[J]. New Phytologist,2006,171(2):
315-328.
[98] Sheehy R E, Kramer M, Hiatt W R. Reduction of polygalacturonase
activity in tomato fruit by antisense RNA[J]. Proceedings of the
National Academy of Sciences,1988,85(23):8805-8809.
[99] Smith C J S, Watson C F, Morris P C, et al. Inheritance and effect
on ripening of antisense polygalacturonase genes in transgenic
tomatoes[J]. Plant Molecular Biology,1990,14(3):369-379.
[100] 张亚林.桃再生体系的优化与反义PG基因遗传转化的研究[D].兰
州:甘肃农业大学,2010:38-42.
[101] 李红双,崔德才.利用多聚半乳糖醛酸酶反义基因转化选育耐贮中
国樱桃[J].生物技术通讯,2006,17(6):885-887.
[102] Harriman R W, Tieman D M, Handa A K. Molecular cloning of
tomato pectin methylesterase gene and its expression in Rutgers,
ripening inhibitor, nonripening, and never ripe tomato fruits[J].
Plant Physiology,1991,97(1):80-87.
[103] Gaffe J, Tieman D M, Handa A K. Pectin methylesterase isoforms
in tomato (Lycopersicon esculentum) tissues (effects of expression
of a pectin methylesterase antisense gene) [J]. Plant Physiology,
1994,105(1):199-203.
·· 115
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
[104] Phan T D, Bo W, West G, et al. Silencing of the major salt-
dependent isoform of pectinesterase in tomato alters fruit softening
[J]. Plant Physiology,2007,144(4):1960-1967.
[105] Pressey R. β- Galactosidases in ripening tomatoes[J]. Plant
Physiology,1983,71(1):132-135.
[106] Gerardi C, Blando F, Santino A. Purification and chemical
characterisation of a cell wall- associated β- galactosidase from
mature sweet cherry (Prunus avium L.) fruit[J]. Plant Physiology
and Biochemistry,2012,61:123-130.
[107] 陈昆松,张上隆,Ross G S.β-半乳糖苷酶基因在猕猴桃果实成熟过
程的表达[J].植物生理学报,2000,26(2):117-122.
[108] Tateishi A, Inoue H, Shiba H, et al. Molecular cloning of β-
galactosidase from Japanese pear (Pyrus pyrifolia) and its gene
expression with fruit ripening[J]. Plant and Cell Physiology,2001,42
(5):492-498.
[109] 卞伟华,江昌俊,王朝霞.桃叶片β-半乳糖苷酶基因全长cDNA克隆
及原核表达[J].园艺学报,2006,33(4):721-724.
[110] 徐秋红.中国李果实软化相关基因的克隆及表达分析[D].南京:南
京农业大学,2009:46-47.
[111] Nobile P M, Wattebled F, Quecini V, et al. Identification of a novel
α-L-arabinofuranosidase gene associated with mealiness in apple[J].
Journal of Experimental Botany,2011,62(12):4309-4321.
[112] Tateishi A, Mori H, Watari J, et al. Isolation, characterization, and
cloning of α-L-arabinofuranosidase expressed during fruit ripening
of Japanese pear[J]. Plant Physiology, 2005,138(3): 1653-1664.
[113] Ilina N, Alem H J, Pagano E A, et al. Suppression of ethylene
perception after exposure to cooling conditions delays the progress
of softening in‘Hayward’kiwifruit[J]. Postharvest Biology and
Technology,2010,55(3):160-168.
[114] Hayama H, Shimada T, Fujii H, et al. Ethylene- regulation of fruit
softening and softening- related genes in peach[J]. Journal of
Experimental Botany,2006,57(15):4071-4077.
[115] Di Santo M C, Pagano E A, Sozzi G O. Differential expression of α-
L-arabinofuranosidase and α-L-arabinofuranosidase/β-D-xylosidase
genes during peach growth and ripening[J]. Plant Physiology and
Biochemistry,2009,47(7):562-569.
[116] Di Santo M C, Ilina N, Pagano E A, et al. A Japanese plum α- L-
arabinofuranosidase/β- D- xylosidase gene is developmentally
regulated by alternative splicing[J]. Plant Science,2015,231:173-
183.
[117] Whittle D J, Kilburn D G, Warren R A J, et al. Molecular cloning of
a Cellulomonas fimi cellulase gene in Escherichia coli:
Recombinant DNA; plasmid pBR322; immunoassay[J]. Gene,1982,
17(2):139-145.
[118] 陈乃荣,周溅平.2,4-D对甜橙幼果脱落及离区纤维素酶活性的抑
制效应[J].华南农业大学学报,1989,10(3):16-23.
[119] Bonghi C, Ferrarese L, Ruperti B, et al. Endo-β-1,4-glucanases are
involved in peach fruit growth and ripening, and regulated by
ethylene[J]. Physiologia Plantarum,1998,102(3):346-352.
[120] Trainotti L, Spolaore S, Ferrarese L, et al. Characterization of
ppEG1, a member of a multigene family which encodes endo-β-1, 4-
glucanase in peach[J]. Plant molecular biology,1997,34(5):791-802.
[121] Haji T, Yaegaki H, Yamaguchi M. Changes in ethylene production
and flesh firmness of melting, nonmelting and stony hard peaches
[Prunus persica] after harvest[J]. Journal of the Japanese Society
for Horticultural Science (Japan),2001.
[122] Yang S F, Hoffman N E. Ethylene biosynthesis and its regulation in
higher plants[J]. Annual Review of Plant Physiology,1984,35(1):
155-189.
[123] Rottmann W H. 1- aminocyclopropane- 1- carboxylate synthase in
tomato is encoded by a multigene family whose transcription is
induced during fruit and floral senescence.[J]. Journal of Molecular
Biology,1991,222(4):937-961.
[124] Olson D C, White J A, Edelman L, et al. Differential expression of
two genes for 1- aminocyclopropane- 1- carboxylate synthase in
tomato fruits[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,
1991,88(12):5340-5344.
[125] Mita S, Kirita C, Kato M, et al. Expression of ACC synthase is
enhanced earlier than that of ACC oxidase during fruit ripening of
mume (Prunus mume) [J]. Physiologia Plantarum,1999,107(3):319-
328.
[126] El- Sharkawy I, Kim W S, Jayasankar S, et al. Differential
regulation of four members of the ACC synthase gene family in
plum[J]. Journal of Experimental Botany,2008,59(8):2009-2027.
[127] Muñoz-Robredo P, Rubio P, Infante R, et al. Ethylene biosynthesis
in apricot: Identification of a ripening-related aminocyclopropane-1-
carboxylic acid synthase (ACS) gene[J]. Postharvest Biology and
Technology,2012,63(1):85-90.
[128] Bregoli A M, Ziosi V, Biondi S, et al. Postharvest 1-
methylcyclopropene application in ripening control of‘Stark Red
Gold’ nectarines: Temperature- dependent effects on ethylene
production and biosynthetic gene expression, fruit quality, and
polyamine levels[J]. Postharvest Biology and Technology,2005,37
(2):111-121.
[129] Oeller P W, Lu M W, Taylor L P, et al. Reversible inhibition of
tomato fruit senescence by antisense RNA[J]. Science,1991,254
(5030):437-439.
[130] 宋刚,林顺权,吕柳新,等.反义RNA技术控制果实成熟的研究进展
[J].福建农业大学学报,2000,29(4):421-428.
[131] Tang X. Organization and structure of the 1-aminocyclopropane-1-
carboxylate oxidase gene family from Petunia hybrida[J]. Plant
Molecular Biology,1993,23(6):1151-1164.
[132] Holdsworth M J, Schuch W, Grierson D. Organisation and
expression of a wound/ripening- related small multigene family
from tomato.[J]. Plant Molecular Biology,1988,11(2):81-88.
[133] Nakatsuka A. Differential expression and internal feedback
regulation of 1- aminocyclopropane- 1- carboxylate synthase, 1-
aminocyclopropane- 1- carboxylate oxidase, and ethylene receptor
genes in tomato fruit during development and ripening.[J]. Plant
Physiology,1998,118(4):1295-1305.
[134] Dong J G, Olson D, Silverstone A, et al. Sequence of a cDNA
coding for a 1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase homolog
from apple fruit[J]. Plant Physiology,1992,98(4):1530-1531.
[135] Colin W B, Macdiami D, Richard C, et al. A cDNA sequence from
·· 116
宣继萍等：李属植物果实成熟软化研究进展
kiwifruit homologous to 1- Aminocyclopropane- 1- carboxylic acid
oxidase[J ]. Plant Physiology,1993,101(2):691-692.
[136] 徐培华,李唯,杨德龙,等.桃果实ACC氧化酶基因的克隆及序列分
析[J].华北农学报,2010,25(2):44-50.
[137] 金勇丰,张耀洲.桃ACC氧化酶基因的克隆和植物表达载体的构
建[J].园艺学报,1998,25(1):3-43.
[138] Mathooko F M, Tsunashima Y, Owino W Z O, et al. Regulation of
genes encoding ethylene biosynthetic enzymes in peach (Prunus
persica L.) fruit by carbon dioxide and 1- methylcyclopropene[J].
Postharvest Biology and Technology,2001,21(3):265-281.
[139] Fernández- Otero C, Matilla A J, Rasori A, et al. Regulation of
ethylene biosynthesis in reproductive organs of damson plum
(Prunus domestica L. subsp. Syriaca) [J]. Plant Science, 2006,171
(1):74-83.
[140] Ruperti B, Bonghi C, Rasori A, et al. Characterization and
expression of two members of the Peach 1- aminocyclopropane- 1-
carboxylate oxidase gene family[J]. Physiologia Plantarum,2001,111
(3):336-344.
[141] Callahan A, Scorza R. Effects of a peach antisense ACC oxidase
gene on plum fruit quality[J]. Acta Hort, 2007,738:567-573.
[142] Adams-Phillips L, Barry C, Kannan P, et al. Evidence that CTR1-
mediated ethylene signal transduction in tomato is encoded by a
multigene family whose members display distinct regulatory
features[J]. Plant Molecular Biology,2004,54(3):387-404.
[143] Tieman D M, Ciardi J A, Taylor M G, et al. Members of the tomato
LeEIL(EIN3- like) gene family are functionally redundant and
regulate ethylene responses throughout plant development[J]. The
Plant Journal,2001,26(1):47-58.
[144] Yokotani N, Tamura S, Nakano R, et al. Characterization of a novel
tomato EIN3- like gene (LeEIL4) [J]. Journal of Experimental
Botany,2003,54(393): 2775-2776.
[145] Yin X, Chen K, Allan A C, et al. Ethylene- induced modulation of
genes associated with the ethylene signalling pathway in ripening
kiwifruit[J]. Journal of Experimental Botany,2008,59(8):2097-2108.
[146] Pang J H, Ma B, Sun H J, et al. Identification and characterization
of ethylene receptor homologs expressed during fruit development
and ripening in persimmon (Diospyros kaki Thumb.)[J]. Postharvest
Biology and Technology,2007,44(3):195-203.
[147] Mbéguié-A-Mbéguié D, Hubert O, Fils-Lycaon B, et al. EIN3-like
gene expression during fruit ripening of Cavendish banana (Musa
acuminata cv. Grande naine) [J]. Physiologia Plantarum,2008,133
(2):435-448.
[148] Rasori A, Ruperti B, Bonghi C, et al. Characterization of two
putative ethylene receptor genes expressed during peach fruit
development and abscission[J]. Journal of Experimental Botany,
2002,53(379):2333-2339.
[149] 智军海.桃(Prunnus peisica (L) Batsch.)乙烯信号转导途径基因
CTR1和 EIN2的克隆与表达分析[D].杨陵:西北农林科技大学,
2010:6-30.
[150] El- Sharkawy I, Kim W S, El- Kereamy A, et al. Isolation and
characterization of four ethylene signal transduction elements in
plums (Prunus salicina L.) [J]. Journal of Experimental Botany,
2007,58(13):3631-3643.
[151] El-Sharkawy I, Sherif S, Mila I, et al. Molecular characterization of
seven genes encoding ethylene- responsive transcriptional factors
during plum fruit development and ripening[J]. Journal of
Experimental Botany,2009,60:907-922.
[152] Bonghi C, Rasovi A, Ziliotto F, et al. Characterization and
expression of two genes encoding ethylene receptors in peach fruit
[J]. Acta Horticulturae,2002,592:583-588.
[153] Bewley J D, Burton R A, Morohashi Y, et al. Molecular cloning of a
cDNA encoding a (1→ 4)-β-mannan endohydrolase from the seeds
of germinated tomato (Lycopersicon esculentum) [J]. Planta,1997,
203(4):454-459.
[154] Filichkin S A, Leonard J M, Monteros A, et al. A novel endo-β-
mannanase gene in tomato LeMAN5 is associated with anther and
pollen development[J]. Plant physiology,2004,134(3):1080-1087.
[155] Cosgrove D J. Enzymes and other agents that enhance cell wall
extensibility[J]. Annual review of plant biology,1999,50(1):391-417.
[156] Brummell D A, Harpster M H, Civello P M, et al. Modification of
expansin protein abundance in tomato fruit alters softening and cell
wall polymer metabolism during ripening[J]. The Plant Cell Online,
1999,11(11):2203-2216.
[157] Mbéguié- A- Mbéguié D, Gouble B, Gomez R M, et al. Two
expansin cDNAs from Prunus armeniaca expressed during fruit
ripening are differently regulated by ethylene[J]. Plant Physiology
and Biochemistry,2002,40(5):445-452.
[158] Hyama H, Ito A, Moriguchi T, et al. Identification of a new
expansin gene closely associated with peach fruit softening[J].
Postharvest Biology and Technology,2003,29(1):1-10.
[159] Hayama H, Shimada T, Fujii H, et al. Ethylene- regulation of fruit
softening and softening- related genes in peach[J]. Journal of
Experimental Botany,2006,57(15):4071-4077.
[160] Hossain M A, Nakamura K, Kimura Y. α-Mannosidase involved in
turnover of plant complex type N-glycans in tomato (Lycopersicum
esculentum) fruits[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry,
2009,73(1):140-146.
[161] 罗川,曹丽军,赵彩平,等.耐贮性不同桃果实采后软化过程中α-甘
露糖苷酶活性变化[J].西北农业学报,2013,22(10):116-1l9.
[162] 罗川,曹丽军,赵彩平,等.桃沙红果实α-甘露糖苷酶基因(α-man)克
隆及其在软化过程中的表达分析[J].农业生物技术学报,2013,21
(9):1060-1067.
[163] Bianco L, Lopez L, Scalone A G, et al. Strawberry proteome
characterization and its regulation during fruit ripening and in
different genotypes[J]. Journal of Proteomics,2009,72(4):586-607.
[164] Deytieux C, Geny L, Lapaillerie D, et al. Proteome analysis of
grape skins during ripening[J]. Journal of Experimental Botany,
2007,58(7):1851-1862.
[165] Faurobert M, Mihr C, Bertin N, et al. Major proteome variations
associated with cherry tomato pericarp development and ripening
[J]. Plant Physiology,2007,143(3):1327-1346.
[166] Zheng Q, Song J, Campbell- Palmer L, et al. A proteomic
investigation of apple fruit during ripening and in response to
ethylene treatment[J]. Journal of Proteomics,2013,93:276-294.
·· 117
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
[167] Toledo T T, Nogueira S B, Cordenunsi B R, et al. Proteomic
analysis of banana fruit reveals proteins that are differentially
accumulated during ripening[J]. Postharvest Biology and
Technology,2012,70:51-58.
[168] Zhang L, Jiang L, Shi Y, et al. Post-harvest 1-methylcyclopropene
and ethephon treatments differently modify protein profiles of
peach fruit during ripening[J]. Food Research International,2012,48
(2):609-619.
[169] Prinsi B, Negri A S, Fedeli C, et al. Peach fruit ripening: A
proteomic comparative analysis of the mesocarp of two cultivars
with different flesh firmness at two ripening stages[J].
Phytochemistry,2011,72(10):1251-1262.
[170] Abdi N, Holford P, McGlasson B. Application of two-dimensional
gel electrophoresis to detect proteins associated with harvest
maturity in stonefruit[J]. Postharvest Biology and Technology,2002,
26(1):1-13.
[171] DAmbrosio C, Arena S, Rocco M, et al. Proteomic analysis of
apricot fruit during ripening[J]. Journal of Proteomics,2013,78:39-
57.
[172] Nilo R P, Campos- Vergas R, Orellana A. Assenssment of Prunus
persica fruit softening using a proteomics approach[J]. Journal of
Proteomics,2012,75(5):1618-1638.
[173] Hu H, Liu Y, Shi G L, et al. Proteomic analysis of peach endocarp
and mesocarp during early fruit development[J]. Physiologia
Plantarum,2011,142(4):390-406.
[174] Qin G, Meng X, Wang Q, et al. Oxidative damage of mitochondrial
proteins contributes to fruit senescence: a redox proteomics analysis
[J]. Journal of Proteome Research,2009,8(5):2449-2462.
[175] Martínez- Esteso M J, Casado- Vela J, Sellés- Marchart S, et al.
iTRAQ- based profiling of grape berry exocarp proteins during
ripening using a parallel mass spectrometric method[J]. Molecular
BioSystems,2011,7(3):749-765.
[176] Martínez- Esteso M J, Vilella- Antón M T, Pedreño M Á, et al.
iTRAQ- based protein profiling provides insights into the central
metabolism changes driving grape berry development and ripening
[J]. BMC Plant Biology,2013,13(1):167.
·· 118