【doc】柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的影响

【doc】柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的影响 柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的 影响 园艺2005,32(2):202—206 ActaHorticuhuraeSinica 柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的影响 陈杰忠叶自行周碧燕徐春香李娟 (华南农业大学园艺学院,广州510642) 摘要:研究'红1—7'甜橙和'红江橙'的果皮果胶质,果胶甲酯酶(PE)及皱皮果率的差异.结 果表明,抗皱皮的'红1-7'甜橙皱皮果发生率为7.06%,而'红江橙'皱皮果发生率高达28.03%;皱 皮出现在阴面果皮占86%以上.'红江橙'PE在果实成熟时(12月15日)比成熟前(10月1日)增加 2.6倍,水溶性果胶(WP)增加8.27倍,总果胶(TP)增加65%,盐酸可溶性果胶(HP)减少54%. '红1-7'甜橙果皮的PE变化较小.PE与WP极显着正相关,与HP极显着负相关.'红江橙'TP,WP及 PE明显高于'红1-7'甜橙,而HP以'红1-7'甜橙的高.阴面比阳面果皮有较多的TP,WP和PE,HP 则以阳面果皮为高.皱皮果的TP,WP,PE高于正常果,而HP则少于正常果.六偏磷酸盐可溶性果胶 (PP)在两种果实上没有差异. 关键词:柑橘;皱皮果;果胶;果胶甲酯酶 中图分类号:S666文献标识码:A文章编号:0513—353X(2005)02-0202-05 EffectsofPectinsandPectinesteraseActivityonCreasingFruitFormationin Orange(CitrussinensisOsbeck) ChenJiezhong,YeZixing,ZhouBiyan,XuChunxiang,andLiJuan (CollegeofHorticulture,SouthChinaAgricuhualUniversity,Guangzhou510642,China) Abstract:Thedifferenceinpectinlevel,pectinesterase(PE)activityandcreasing— fruitratesbetween 'Hong1-7'orange(CitrussinensisOsbeck'Hong1-7')and'Hongjiang'orange(CitrussinensisOsbeck 'Hongjiang'werestudied.Thecreasingfruitratesfor'Hong1-7'and'Hongjiang'orangewere7.06% and28.03%respectively.Uponfruitmaturing,thePE,watersolublepectin(WP),totalpectin(TP)and hydrochloricacidsolublepectin(HP)in'Hongjiang'increasedby260%,827%,65%and54%,re— spectively.ThechangeofPEin'Hong1-7'wassmaller.PEwaspositivelycorrelatedwithWPandnega— tivelycorrelatedwithHP.ThecontentofTP.WPandPEin'Hongjiang'orangewereobviouslyhigherthan thosein'Hong1-7'.butthecontentofHPin'Hongjiang'washigherin'Hong1-7'.Therewerehi【gher TP,WPandPEinshadedhalvesoffruits,buthigherHPinexposedhalvesoffruits.ThecontentofTP,WP, PEofthecreasingfruitsishigherthanthenormalfruit,andthecontentofHPislowerthannormalfruit. Thereisnodifferenceforhexametaphosphatesolublepectin(PP)betweenthetwovarieties. Keywords:Citrus;Creasingfruit;Pectin:Pectinesteraseactivity 很多柑橘品种在果实成熟时都出现皱皮果现象?I2],严重地影响柑橘果实的商品 价值和贮藏性 能.黄辉白等认为干旱引起果皮发育不良而形成皱皮果,Monselise?和Bower等指 出,果皮水 溶性果胶含量与皱皮果的形成有关.随着果实的成熟,原果胶变为可溶性果胶,李 建国等认为细 胞壁水解酶可能通过降解细胞壁结构多糖而降低果皮的强度,而细胞壁氧化酶类则可能通过细胞壁成 分的酚基交联不可逆地降低果皮细胞壁的延伸性.我们以往对'红江橙'的裂果研究发现其裂果绝 大部分是由于皱皮果引致J.因此,从果皮细胞壁成分研究皱皮果的发生诱因及其机理,对防止皱 收稿日期:2004一O5—08;修回日期:2004一O8一ll 基金项目:国家自然科学基金资助项目(30471198) 2期陈杰忠等:柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的影响203 皮果发生和控制裂果有指导性意义;前人对柑橘皱皮果的研究极少,对裂果的研究也多集中于矿质元 素盈缺的影响.本文将探讨柑橘皱皮果与果皮果胶及其酶活性关系,阐明柑橘皱皮果形成的机理及其 对裂果的影响,为制定减少柑橘皱皮果,提高商品果率的栽培措施提供理论依据. 1材料与方法 1.1皱皮果率的田间调查 在广州沙壤土的平地柑橘园随机选取生长势相近,以红橘(CitrustangerinaHort'Tanaka')为 砧木的1O年生'红江橙'(CitrussinensisOsbeck与CitrusreticulataBlanco的嫁接嵌合体)和'红1. 7'甜橙(CitrussinensisOsbeck'Hong1-7')各5株,1999年和2000年从1O月1日至12月15日, 每隔15d统计1次皱皮果数,记录皱皮出现在果实的方位,并摘去皱皮果;然后合计皱皮果率(皱 皮果数/株总果数×100%)和皱皮出现在果实阴,阳面的机率. 1.2果皮果胶含量的测定 取'红1-7'甜橙2O个果(5株试验树,每株取4个果,下同),'红江橙'正常果2O个,皱皮 果2O个.另随机取'红江橙'2O个果实,分别测定正常果,皱皮果以及果实阴面和阳面的果皮果胶 含量和果胶甲酯酶活性(pectinesteraseactivity,PE).果实采后立即带回实验室,用无离子水清洗. 将每株树的4个果为1组,共5组提取果胶.每组取果皮50g,切成碎片,置于预先放有220mL 99%乙醇的三角烧瓶(1L)中,装好回流冷凝管,沸水浴15min后冷却.用布氏漏斗抽滤,残渣放 人乳钵中,一边缓慢磨碎,一边滴加70%的热乙醇,冷却后再过滤,反复操作多次,待滤液不再产 生糖的反应(取乙醇洗液1mL,5%苯酚水溶液1mL置于试管中,加浓硫酸5mL,混匀,糖反应成 褐色)时,用99%乙醇洗净,将残渣移人已知质量的200mL烧杯中,使乙醇蒸发干.后用真空烘箱 在4O?,3.999×10Pa下干燥24h,称质量,得到不溶于乙醇的固形物用以测定果胶含量. 按日本食品工业学会的果胶标准分析方法,分析上述果皮的水溶性果胶(waterpectin,WP),六 偏磷酸盐可溶性果胶(hexametaphosphatesolublepectin,PP)和盐酸可溶性果胶(hydrochloricacid solublepectin,HP)含量,以咔唑比色法测定,用已知纯度的无水半乳糖醛酸与咔唑比色,测定其吸 光度,在坐标纸作标准曲线,然后根据各级果胶的吸光度,参照标准曲线,计算各类果胶及总果胶 (totalpectin,TP,TP=WP+PP+HP)含量. 1.3果皮果胶甲酯酶活性的测定 每株取4个果实,每个果实取5g果皮,1个样本共20g,用10mL10%NaC1溶液研磨,过滤, 离心,取上清液并将pH调至3—4;残渣加少量水,再用5mLNaC1溶液提取,离心, 合并提取液, 低温贮存备用.测定果胶甲酯酶活性J. 1.4果实生长发育过程中果胶含量和果胶甲酯酶活性的变化动态测定 2000年lO月1日至12月15日,每隔15d在上述被调查皱皮果率的植株上,每株取8个果,按 上述方法定期测定果胶含量和果胶甲酯酶活性. 2结果与分析 2.1不同柑橘品种皱皮果率及出现方位的田间调查 从表1看出,1999年和2000年'红江橙'皱皮果率都比较高,分别为27.12%和28.03%,显 着高于'红1-7'甜橙皱皮果率的7.14%和7.06%.果实皱皮86%以上出现在果实的阴面,1999年 和2000年果实阴,阳面出现的皱皮果率均呈极显着或显着差异. 2.2两种皱皮果率甜橙的果胶含量差异 表2表明易出现皱皮果的'红江橙'总果胶量明显高于皱皮果较少的'红1-7'甜橙,尤以水溶 性果胶差异明显,'红江橙'的水溶性果胶约是'红1-7'甜橙的3倍;而盐酸可溶性果胶则以'红 园艺32卷 1-7'甜橙的明显高于'红江橙'.果胶甲酯酶活性以'红江橙'的明显为高.六偏磷酸盐可溶性果 胶在两个品种之间没有差异. 表1'红江橙'与'红1-7'甜橙的皱皮果率 Table1Creasingfruitratesin'Hong1-7'and'Hongjiang'sweetorange(%) 注:t测验,表示'红江橙'与'红l-7'甜橙皱皮果率差异极显着,不同的大小写英文字母表示在同一品种的阴面和阳面 之间存在极显着和显着的差异.下同. Note:reprensentsaextremelysignificantdifferencebetween'Hongjiang'and'Hongl_7'bytt est.anddifferentcapitalandsmM1 lettersrepresentextremelysignificantandsignificantdifferencebetweenshadedandexpose dhalvesoffruitsinonecuhivar.Thesamebelow. 表2'红江橙'与'红1-7'甜橙的果胶含量及果胶甲酯酶活性比较 Table2Comparisonofcontentsofpectinandpectinesteraseactivityinmature'Hong1-7'and' Hongjiang'(2000) 2.3'红江橙'阳面果皮与阴面果皮的果胶含量及果胶甲酯酶活性差异 表3显示出现皱皮较多的'红江橙'阴面果皮总果胶量明显高于皱皮较少的阳面果皮,尤以水 溶性果胶差异明显,阴面果皮的水溶性果胶比阳面果皮的高出50%;而盐酸可溶性果胶则以阳面果 皮的明显高于阴面果皮.相应地,果胶甲酯酶活性以阴面果皮的明显高.六偏磷酸盐可溶性果胶在两 面果皮上没有差异. 表3'红江橙'阳面果皮与阴面果皮的果胶含量及果胶甲酯酶活性比较 Table3ComparisonofcontentsofpectinandPEinexposedhalveandshadedhalvesfruitsof'H ongjiang'(2OO0) 2.4'红江橙'正常果与皱皮果的果胶含量及果胶甲酯酶活性差异 从表4看出皱皮果的果皮总果胶量明显高于正常果的,尤以水溶性果胶差异明显,达到极显着的 水平;而盐酸可溶性果胶则以正常果极明显地高于皱皮果的.果胶甲酯酶活性以皱皮果的明显为高. 六偏磷酸盐可溶性果胶在两种果实上没有差异. 表4'红江橙'正常果与皱皮果的果胶含量及果胶酶活性比较 Table4Comparisonofcontentsofpectinandpectinesteraseactivityinnormalandcreasingfr uitsof'Hongjiang'(2000) 2.5柑橘果实发育过程中果胶的变化动态 从图1看出,随着果实的成熟,'红1-7'和'红江橙'果皮的各种果胶及果胶甲酯酶都在发生 变化;但以皱皮果严重的'红江橙'的各种果胶及果胶甲酯酶变化较大.在果实成熟 期间'红江橙' 果胶甲酯酶活性不断增加,到12月15日时增加了2.6倍;相应地,水溶性果胶增加 8.27倍,总果 胶增加65%;但盐酸可溶性果胶减少54%.皱皮果发生较少的'红1-7'甜橙果皮果胶 甲酯酶活性 仅增加2.15倍,同时水溶性果胶增加5.19倍,盐酸可溶性果胶减少50%,总果胶增 加37%.进一 2期陈杰忠等:柑橘果皮果胶及其酶活性对皱皮果形成的影响 步研究表明,'红江橙'果胶甲酯酶活性与水溶性果胶极显着直线正相关(r:0.887一), 与盐酸可 溶性果胶极显着直线负相关(r:一0.836一). 一 '基 g U 童 咖 缸 嫠 噩l? 3讨论 :E 芑 硝 蜒 髓 避 壬 嫠 喋 售U 三 咖 缸 嫠 喋 图1'红l-7'和'红江橙'果胶含量及果胶甲酯酶活性的变化 Fig.1VariationcontentsofpectinandPEin'Hong1-7'and'Hongjiang' ' ?) 亡 目 蓬壬 嫠 喋 皱皮果是一种生理失调症,相连细胞胞间层的主要成分是果胶物质,它使细胞粘结在一起,起组 织硬化的作用J.未成熟果实的果胶物质为不溶于水的原果胶,随着果实的成熟,原果胶变为可溶 性果胶,细胞壁的一部分溶解,果实变软?"J.赵静?分析甜橙,柚子,红橘的果胶后,认为在果 实成熟前,水溶性果胶和非水溶性果胶在增加,成熟后非水溶性果胶下降.本试验也获得类似的结 果,甜橙果皮水溶性果胶,六偏磷酸盐可溶性果胶,总果胶含量随着果实的成熟而增加,盐酸可溶性 果胶则减少,尤其是易出现皱皮果的'红江橙'的变化梯度较大.'红江橙'的水溶性果胶比'红 1-7'甜橙的高2倍多,盐酸可溶性果胶低于'红1-7'甜橙.皱皮果多的阴面果皮比阳面果皮含有 较多的水溶性果胶和较少的盐酸可溶性果胶.比较'红江橙'的正常果和皱皮果的果胶也发现,皱 皮果的水溶性果胶高于正常果,而盐酸可溶性果胶明显低于正常果.Monselise?指出甜橙皱皮果与高 含量的水溶性果胶和果胶酶的高活性有关.'伏令夏橙'和'脐橙'果实的皱皮果率与果胶酶活性显 着正相关J.据此,我们可以推测,果胶甲酯酶的活性和果胶对'红江橙'皱皮果有极大的影响, 随着果实的成熟,果胶甲酯酶的活性增加,原果胶分解,水溶性果胶增加,原果胶减少,细胞间分 离,部分果皮内陷,出现皱皮果. 参考文献: 1MonseliseSP.Creasingoforangepeelphysiologyandcontro1.J.Hort.Sci.,1976,51:341—351 2许建楷,陈杰忠,邹河清,叶泰和,黎富成.钙与红江橙裂果的关系研究.华南农业大学,1994,15(3):77—8l XuJK,ChenJZ,ZouHQ,YeTH,LiFC.Studiesontherelationshipbetweencalciumandfruit-c rackingin'Hongjiang'sweetor- ange.SouthChinaAgn.Univ.,1994,15(3):77—81(inChinese) 3黄辉白,高飞飞,许建楷,谢柱深.水分胁迫对甜橙果实发育的影响.园艺,1986,13(4):237—244 HuangHB,GaoFF,XuJK,XieZS.Effectsofmoisturestressonorange[Chirussinensis(L.)os beck.]fruitdevelopment.ActaHor- ticultureScinica,1986,13(4):237—244(inChinese) 4BowerJP,GilfillanIM,SkinnerH.Fruitsplittingin'Valencia'anditsrelationshiptothepectin statusoftherind.In:TriBulapeed. ProceedingsoftheIntemationalSocietyofCitricuhure,CataniaItaly:Acireale.1994.511—5l4 5李建国,黄旭明,黄辉白.裂果易发性不同的荔枝品种果皮中细胞壁代谢酶活性的比较.植物生理与分子生物学,2003,29 (2):141—146 LjJG.HuangXM.HuangHB.Comparisonoftheactivitiesofenzymesrelatedtocell—ballmetabolisminpericarpbetweenlitchicuhivars susceptibleandresistanttofruitcracking.PlantPhysiologyandMolecularBiology,2003,29( 2):141—146(inChinese) 6陈杰忠,许建楷.柑橘果皮果胶与裂果关系的研究.见:园艺学论文集(II).北京:北京农业大学出版社,1995.3l5—3l9 ChenJZ,XuJK.Studiesontherelationbetweenpectinlevelandfruit-crackingincitirus.In:A dvacesinhorticulture(?).Beijing: BeijingAculturalUniversityPress,1995.3l5—319(inChinese) ???加? f32卷 71.1夺目一1业学台智品舒钎方法j=1;州般舀学院泽成都:l1Il抖学技术H1皈祉.1986【65,I69 h-m]hldl,slrySo,::ieb.nIJapunr0lx{amdysisnleth~lI'mnsJaledllIheZhel~h,…F,xv.1CnlIeChengdu:5eienlPandlllhr,olo~,,Pss I986l65,169,litC}…1 8冬三粜胶r酯酶的删定f海瞳斗打弹台端l物生理'学宴髓f册l街J侮科学技术川版礼.1985I44 (111LTherltem?…I…IfJ't1…fI…Shanghai?Pfb'si,do~.wInslitulelI:ompilnr]pnJhx:ol-fI,J?lI[,hyziolug.yShat~gh,d 'qt~lghaiiemx—aollFe,.hnoh:,gy】-.1985I44filiChine-? 9}而^川p捕皮中提取粜腑自品科学.I983.Il:34—39 YaugDExtra~Iii)n{,Iptinfrom…?nIl1】nxHli.}983Il:34,391illChmes~ 0曾骧缩坩生学』匕:,京农业学版仕.I992249 zPrxFruitphrr.I]eijing:BeijingA.,ulLuU?…LhI'1f,【992249—1nChhu,~,I 1I{IE.Pietvanrens[nmg.HennievilnderwJohnho~erF【…iJf1]u-rlctni~Dh…frithsplitting 25c9):1135 :静从柑插果度fi提取粜胶的研究:[顽士沦]胰:西南农业太学198749页 Zlla~,J?lies?mthee~tnli:lionpe~:tin邢+itJrusperlcart~:MtL~ler1)i&~,reatilln]Ch,-linJ~:Nmlhw~lAgrkLl1.1I【l…h.1987 49pinCh111e1 影响'尤力克'柠檬不定芽发生主要因素的研究 黄寰报.尹黎蕉:?杨旋红.孙中海h:?-协flI讲究所.武汉430070 水生l栅宠所,武430072;L圉科声院研究.r斗院.I1:京I@X)39 MainFactorsAffectedtheLemonAdventitiousBudsRegeneration HItang.1iaquan.,YinLiyan'.YangXiaohong,andStmZhonghai..(r肌Pnn,,titu押,H册4gri. cu(turldf"ersiP,~'ahml43007(I.Chira1;:h1.~tiDlleftf'~drJhi?J^, n雌^"!,Is?,","^?430072. Chilf『J: GraduraeH'{IliveChsp^【n("n0fSchm~rsBering100039.Chinni 关键词:柠檬:I.j}l1;再生;小定芽 中国分类号:S666.5文献标识码:^文章编号:0513-353x12005024)2064tl 无l新培养n{J.尤力兜'柠檬,Citruslimon(I1FhtrtnEureka']实生为材謇4,探对影响:定圭F发生的主要 心素 外植体类型堵养基巾{长硐节剂浓度比以及暗培骅时埘柠檬嘘进器官发途径再生不定芽均有显着影响 根段千u胍轴基本不能再定芽,子叶和叶片生小定芽的颧率比较低1.胚轴是再生:定芽的箍徙外植体类型 l:驻轴枉基本培养墙中能形成不定芽.BAP和A^的加^有利于不定爿:的再生BAl=,千?NAA浓度分删为I.0和 0lmg'L时.为所有处理巾的最佳?H台小定芽分化昔墨达到766%f陲1IJ.此时定芽数达到晨高.为9.25个 暗培捧有利于不定芽数的提商,但埘1定芽发生率作川不州显.不定芽的I生率展高达到每个上胚轴I3.46个,世此 时的生率仅有337%.忡长的定芽在附加IBA或AA的MT培养基巾均成不定根.IBA有利于定根的伸 长NAA4i利于定根数量的增加离体再q:的植株l陌2J在温室中移栽成活 围I柠檬上胚轴通过器官直接发生选径再生不定芽 Fig.IAdventitiousbudsformationFromlemonepicotyl s~2'gmerllviadil~~lorganogent~is 收穑日期:21E1409—14;修回日期:201150IcH 基金项目:旧家fi鼎科学肇金黄肪颈nf30t]70528I 墟ilLfi~昔^u【,"?rIlnrieJ~? 图2柠檬不定芽在离体条件下形成小植株 Fig.2Invitrolemonplanflelsformedonthenmtlngmedium