早熟苹果XU2-5果实着色和软化机理初探

摘要

我国苹果面积和产量均居世界首位，但我国品种结构比较单一，主要是以晚熟苹果为主。近年来，随着我国品种结构的调整，早、中熟苹果品种的种植比例不断增加。河北农业大学选育出的早熟苹果新品系XU2-5，具有成熟期早、着色快、色泽艳丽、市场售价高等优点，但仍然存在果实易软化、货架期短等问题，因此探究早熟苹果成熟过程中着色、软化特性以及采后贮藏特性，了解其变化规律，对于早熟苹果的生产和选育具有十分重要的意义。本研究以XU2-5、藤木1号为试材，测定了果实成熟过程中的乙烯释放速率、果实硬度、花青苷含量、酶活性、基因表达等的变化，并研究了水杨酸处理对采后果实硬度等指标的影响，初步探讨了早熟苹果成熟过程中的着色、软化机理。主要研究结果如下:
　　1.试验中2个品种（系）的果实硬度在成熟过程中不断下降，但XU2-5在采样期间硬度下降速率比较平稳、幅度较小。藤木1号的果实硬度下降较为明显，下降了47.84％。各品种（系）的可滴定酸含量随着果实的成熟不断降低，但降低幅度不同，藤木1号和XU2-5分别下降了47.54％和33.92％。不同品系的果实中酸组分也存在差异，XU2-5的柠檬酸含量最低。解袋后2个品种的果实着色面积均不断增加，解袋2d内XU2-5着色面积高达18.75％，显著高于藤木1号。
　　2.果实发育过程中，2个品种（系）均有乙烯跃变的发生，但发生的时间不同，藤木1号发生在盛花后95d，而XU2-5发生在盛花后100d，藤木1号的乙烯释放速率高于XU2-5。
　　3.测定了解袋后XU2-5和藤木1号着色面积、花青苷含量、色泽参数、基因表达等指标的变化，结果显示，XU2-5的着色速率、花青苷含量均大于藤木1号，2个品种（系）间存在差异;2个品种（系）的L*和b*均不断降低，a*不断升高;2个品种（系）的MdUFGT、MdF3H、MdDFR、MdANS和MdMYB10的基因表达量存在差异，XU2-5的MdUFGT、MdANS和MdFH基因的表达强度最高峰均出现在解袋后的第4d，此时，XU2-5的MdUFGT、MdANS基因表达量分别为藤木1号基因表达量的5倍、4倍。藤木1号的MdMYB10基因表达量低于XU2-5，且在解袋后第4d，XU2-5的基因表达量是藤木1号的1.8倍。
　　4.测定了果实成熟过程中PG、PE、LOX酶活性和相关基因表达的变化，结果表明，XU2-5和藤木1号的PG、PE、LOX酶活性变化趋势基本相似，藤木1号的PG和LOX酶活性大于XU2-5，2个品种（系）的果实硬度变化与PG酶活性变化呈显著负相关;2个品种（系）间的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS基因表达量存在差异，2个品种MdPG和MdLOX基因的表达量均有高峰出现，但时间不同。XU2-5和藤木1号的PG基因高峰分别出现在盛花后95d和100d，MdLOX基因的表达量高峰分别出现在盛花后85d和100d。盛花后80d至盛花后100d，藤木1号的MdACS基因表达量均高于XU2-5。而MdXET基因的表达量二者差异较小。
　　5.测定了XU2-5在贮藏期间乙烯释放速率、果实硬度、酶活性和基因表达的变化，结果表明，与对照相比，采前喷施0.2mmol/LSA和采后0.3g/L SA处理均延缓了果实硬度的下降;抑制了PG、LOX酶活性的上升;采前喷施水杨酸和采后水杨酸处理果实的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS和MdXET基因表达量均低于对照。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 早熟苹果品种生产现状及存在问题

1．2 果实软化机理研究进展

1．2．1 果实成熟过程中细胞壁的降解与果实软化

1．2．2 果实成熟过程中软化相关的酶系

1．3 果实着色机理研究进展

1．3．1 果实色泽的组成

1．3．2 花青苷的合成

1．3．3 花青苷的合成调控

1．4 乙烯代谢

1．5 水杨酸的发现与应用

1．6 研究目的和意义

2．1．1 试材及采样

2．1．2 水杨酸处理及采样

2．2 试验方法

2．2．1 乙烯释放速率的测定

2．2．2 果实品质指标测定

2．2．3 果皮色素类物质测定

2．2．4 酶活性的测定

2．2．5 果实RNA的提取、逆转录、荧光定量PCR

3．1．1 着色面积的变化

3．1．2 色泽参数的变化

3．1．3 色素类物质变化

3．1．4 PAL酶活性的变化

3．1．5 果实成熟过程中与着色相关基因表达

3．2 果实软化机理研究

3．2．1．内在品质指标的变化

3．2．2 乙烯释放速率的变化

3．2．3 酶活性变化

3．2．4 果实成熟过程中与软化相关基因表达

3．3 水杨酸处理对果实采后贮藏的影响

3．3．1 水杨酸处理对贮藏过程中果实乙烯释放速率的影响

3．3．2 水杨酸处理对贮藏过程中果实硬度的影响

3．3．3 水杨酸处理对多聚半乳糖醛酸酶(PG)和脂氧合酶(LOX)活性的影响

3．3．4 水杨酸处理对果实软化相关基因表达的影响

4 讨论

4．3早熟苹果软化机制及延长货架期措施

4．3．1 软化机制

4．3．2 延长货架期措施

5 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢