UV-B通过诱发酶促和非酶促抗氧化机制减少冷藏芒果氧化损伤

摘要

冷藏技术广泛应用于水果来抑制品质劣化，延长采后寿命。然而许多热带和亚热带水果，如芒果对低温极为敏感，容易产生冷害，严重限制了冷藏技术在此类水果中的应用。国内外研究者对冷藏水果品质劣变的原因及防护方法进行了许多研究，其中耐冷性的诱导是保护果实采收后免受冷害的最具潜力的方法之一。在前期的研究中，我们发现贮藏前短期的UV-B处理可以有效减少冷藏芒果的冷害，表明UV-B辐射处理是维持冷藏芒果品质的一种有效手段。然而，目前对UV-B诱发芒果抗冷性的作用机制知之甚少。
　　本实验以芒果（台农1号）为研究对象，测定了UV-B对低温存储芒果果实活性氧(ROS)的水平，抗氧化物质含量，抗氧化酶活性的影响;分析了UV-B处理下抗氧化物质含量及抗氧化酶活性增加与低温诱导的氧化损伤之间的关系，探讨了UV-B处理减轻芒果冷害中的作用机制。主要研究内容及结果如下:
　　UV-B辐射对冷藏芒果的ROS水平和氧化损伤的影响。考查了5KJ·m-24 h的UV-B辐射对低温储藏水果中丙二醛含量，超氧阴离子产生速率，过氧化氢浓度，离子渗透率的影响，结果显示:UV-B处理降低了冷藏芒果在成熟期的离子渗透率和MDA的含量，说明UV-B照射可以抑制冷藏芒果的膜脂质过氧化和膜结构损坏。进一步研究发现UV-B处理显著降低了芒果在冷藏期间和后成熟期间的H2O2含量和O2-产生速率，表明UV-B辐射可以降低冷藏芒果ROS水平。实验结果说明UV-B处理可以通过降低冷藏芒果果实中ROS水平减弱冷害诱导的脂质过氧化和膜结构紊乱，缓解冷害引起的氧化损伤。
　　UV-B辐射对冷藏芒果中ROS产生的影响。首先考查了低温储藏对芒果中NADPH氧化酶和CPX活性的影响，结果显示:低温处理下芒果果实NADPH氧化酶和CPX活性显著增加。实验结果同时表明，低温储藏芒果中质膜NADPH氧化酶和细胞壁过氧化物酶活性的增加和ROS的产生具有动力学一致性，提示NADPH氧化酶和CPX可能是导致芒果在冷藏期间产生ROS的主要途径。进一步研究表明，UV-B照射下低温储存的芒果中上述两种酶的活性没有显著变化，说明UV-B辐射并不影响冷藏芒果中ROS生成酶活性，由此可见UV-B不是通过抑制ROS产生降低冷藏芒果的ROS水平。
　　UV-B辐射对冷藏芒果的酶促抗氧化系统影响。考查了5KJ·m-24h的UV-B辐射对低温储藏水果中SOD、CAT、GPX和APX的影响。结果显示:与对照相比UV-B处理的冷藏芒果中SOD和CAT活性显著增强，而GPX和APX得活性没有显著差异。进一步分析表明，SOD和CAT的增加与UV-B诱发的ROS水平降低有显著相关性，说明UV-B可能通过激活部分酶促抗氧化系统降低ROS水平。
　　UV-B辐射对非酶促抗氧化系统的影响。考查了在5KJ·m-24h的UV-B辐射对低温储藏水果中主要抗氧化物质含量的影响。结果表明:UV-B处理显著提高了山奈酚、芒果苷等多酚和抗坏血酸的含量，进一步分析表明UV-B处理下冷藏芒果的多酚类物质及抗坏血酸含量的增加和ROS水平的下降之间呈现高度正相关，说明UV-B也可以通过激活非酶促抗氧化系统降低ROS水平。
　　UV-B对冷藏芒果总抗氧化能力的影响。考查了在5KJ·m-24h的UV-B辐射对低温储藏水果的还原能力和DPPH自由基清除能力的影响。结果表明:UV-B辐射增强冷藏芒果的还原能力和DPPH自由基清除能力，进一步分析发现UV-B处理的芒果果实抗氧化能力的增强与总多酚和抗坏血酸含量的增高呈高度正相关，说明UV-B可以通过提高多酚等抗氧化物质的含量增强芒果果实的抗氧化能力。
　　综上所述，UV-B处理可以通过同时激活芒果果实的酶促和非酶促抗氧化系统，进而降低低温诱导的ROS迸发，最终减轻冷藏芒果氧化损伤。研究结果初步阐明了UV-B提高芒果抗冷性的作用机制，从而为UV-B在芒果低温保鲜领域的应用提供科学依据。

目录

声明

致谢

摘要

主要符号说明

1．引言

1．1．冷害的基本概述

1．2．芒果冷害研究现状

1．2．1．芒果冷害发生症状

1．2．2．芒果冷害进程中的生理代谢变化

1．3．芒果对冷害胁迫的应答机制研究现状

1．3．1．氧化系统对冷害胁迫的应答

1．3．2．植物抗冷诱导研究

1．4．UV-B辐射研究现状

1．4．1．抗氧化系统对UV-B胁迫的应答

1．4．2．次生代谢物对UV-B胁迫的应答

1．4．3．紫外辐射在果蔬中的应用

1．5．研究目的及意义

2．材料与方法

2．1．研究材料

2．2．芒果果实处理

2．2．1．芒果果实UV-B处理

2．3．离子渗透率的测定

2．4．脂质过氧化分析

2．5．O2-产生速率和H2O2含量的测定

2．6．总多酚的测定

2．7．HPLC测定酚类化合物

2．8．抗坏血酸和类胡萝卜素分析

2．8．1．抗坏血酸测定

2．8．2．总类胡萝卜素测定

2．9．质膜NADPH氧化酶活性测定

2．10．细胞壁过氧化物酶(CPX)活性测定

2．11．抗氧化酶测定

2．11．1．超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

2．11．2．过氧化氢酶(CAT)活性测定

2．11．3．抗坏血酸过氧化物酶(APX)测定

2．11．4．谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性测定

2．12．还原力测定

2．13．DPPH自由基清除分析

2．14．统计分析

3．结果与分析

3．1．冷藏芒果UV-B辐射降低ROS水平和减轻氧化损伤

3．2．UV-B对冷藏芒果ROS产生系统的影响

3．3．UV-B对芒果果实酶促抗氧化系统的影响

3．4．UV-B对芒果果实非酶促抗氧化系统的影响

3．5．UV-B对冷藏芒果总抗氧化能力的影响

4．讨论

4．1．紫外UV-B影响冷藏芒果ROS系统

4．2．酶促抗氧化系统在UV-B缓解芒果冷害中作用

4．3．UV-B对芒果果实中非酶促抗氧化物质的影响

5．结论

附录

参考文献

硕士期间发表论文