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黄瓜磷脂酶D和抗氧化系统对采后机械损伤胁迫的响应

赵宇瑛

  新鲜果蔬在采收、采后处理以及加工过程中不可避免地会受到机械损伤,机械损伤对植物而言是最严重的胁迫之一,损伤信号能够从损伤组织传递到未损伤组织,从而产生一系列的生理学反应。近年来,对果蔬采后机械损伤的研究已经成为人们关注的焦点。 采后黄瓜遭受机械损伤期间,可以诱导黄瓜产生“伤乙烯”,乙烯的过量生成可加速黄瓜组织生理代谢,从而引发黄瓜产生“伤呼吸”,进一步加速黄瓜组织的衰老。同时,机械损伤可诱导细胞膜上的钙离子发生变化,钙离子在摩尔级含量变化的情况下即可起到调节PLD酶活性的作用。损伤后随着细胞膜钙离子含量的减少,黄瓜PLD酶活性增强,从而促进了细胞膜磷脂的水解作用,细胞膜PC含量明显减少,PA含量显著增加,而在这一过程中PI含量基本稳定,表明PLD可将PC水解为PA。在损伤的过程中LOX活性增强,进一步催化了细胞膜脂质过氧化。在PLD与LOX两种酶的共同作用下,使细胞膜不断降解,引起黄瓜电导率在损伤后持续增大,表明黄瓜细胞膜的完整性已经遭受损害。因此,我们推测PLD以及LOX参与了采后黄瓜对机械损伤的响应,可引起组织内部的一系列生理变化。 由于黄瓜各部位成熟度不同,机械损伤对果实不同部位造成的影响不尽相同。本文以黄瓜不同空间部位为研究对象,分析了黄瓜不同部位对机械损伤的响应。机械损伤可诱导黄瓜果脐、中部、果肩部位组织中“伤乙烯”和“伤呼吸”的产生,并且导致黄瓜“伤乙烯”释放量增大、“伤呼吸”增强、电导率增大,PLD、LOX活性提高,并且随PLD活性的增强,PC、PI含量降低,PA含量升高。机械损伤还可诱导细胞膜钙含量降低。研究结果同时表明,受损黄瓜果脐部的“伤乙烯”、“伤呼吸”、电导率、PLD活性、LOX活性明显高于其他部位,并具有比其他部位低的细胞膜钙含量。 本文研究了机械损伤对黄瓜抗氧化系统的影响,结果表明,机械损伤能诱导黄瓜中O2·-和H2O2的增加;随着损伤时间的延长,损伤黄瓜O2·-和H2O2含量呈现先上升后下降再上升的趋势;损伤黄瓜SOD、POD、CAT、APX、MDHAR变化趋势均表现为先上升后下降的趋势;损伤黄瓜DHAR酶活性变化表现为升高,稳定并缓慢过渡到下降的过程。在损伤过程中,损伤黄瓜的各类抗氧化酶的活性均高于对照。黄瓜GR酶活性变化为先上升再下降最后上升的趋势,变化幅度比较平缓,且损伤期间GR酶活性始终低于对照。损伤期间,损伤黄瓜的ASA、GSH含量均低于对照,而DHA和GSSG含量均高于对照。 机械损伤诱导黄瓜各部位产生超氧阴离子以及H202,其含量由大到小的顺序均为果脐部最大,中部次之,果肩部最低;各部位衰老程度的不同会引起抗氧化酶活性的变化存在差异,黄瓜果脐部SOD、POD、CAT、MDHAR、APX、DHAR活性分别大于中部和果肩部,黄瓜GR酶活性不同于其他酶活性,各部位活性顺序为:果脐部酶活性最小,中部次之,果肩部最高;ASA和GHS的变化由低到高的顺序为:果脐部<中部<果肩部,损伤黄瓜各部位的ASA和GHS含量均低于对照;黄瓜各部位DHA和GSSG含量与ASA的变化相反,高低顺序为:果脐部>中部>果肩部;损伤黄瓜果脐部的DHA与GSSG含量明显高于对照,导致各部位GSH/GSSG高低顺序为:果肩部>中部>果脐部,且损伤黄瓜各部位GSH/GSSG明显低于对照黄瓜。 机械损伤可引起黄瓜PLD和LOX以及抗氧化物酶基因表达量上调,且具有时间效应。损伤黄瓜中PLD和LOX酶基因的表达量均明显高于对照。SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR酶基因在损伤前期表达量较高,高于对照;到损伤后期(8-10 h)其表达量出现降低的现象,表达量低于对照。GR基因表达量的变化趋势与其他抗氧化酶基因表达趋势一致,但其表达量在损伤期间始终低于对照。 损伤黄瓜各部位的PLD、LOX、SOD、POD、CAT、APX、MDHAR、DHAR基因表达量均高于对照,且由大到小的顺序均为果脐部最大,中部次之,果肩部最低;GR基因的表达量与其他酶基因的表达量变化趋势相反,由大到小的顺序均为果肩部最大,中部次之,果脐部最低,且均低于对照。实验证明,抗氧化酶基因表达量与黄瓜不同部位的成熟度相关。……   
[关键词]:黄瓜;机械损伤;PLD;LOX;抗氧化酶;基因表达
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2011年