外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响.pdf

中国农业科学 2022 55 8 1642 1656 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2022 08 014 收稿日期 2021 07 09 接受日期 2021 10 09 基金项目 国家自然科学基金 31301576 江苏省高校优势学科建设工程资助项目 PAPD 联系方式 谢意通 Tel 18933567483 E mail 2019108022 通信作者姜丽 Tel 19951682026 E mail jiangli 开放科学 资源服务 标识码 OSID 外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响 谢意通 张飞 石洁 冯莉 姜丽 南京农业大学食品科技学院 南京 210095 摘要 背景 紫背天葵采后生理代谢活跃 加上对低温敏感 采后往往贮藏于略低于室温的黑暗环境中 但紫背天葵长期 黑暗贮藏 会出现采后糖饥饿 影响紫背天葵的品质 黑暗贮藏也会抑制光合过程 导致光合同化产物减少 加剧采后糖饥 饿 而蔗糖是植物体内光合产物运输的主要形式 目的 研究采后外源蔗糖处理对紫背天葵采后品质 蔗糖代谢及叶绿体 的影响 探讨蔗糖处理延缓采后衰老的相关机制 方法 在筛选出最佳蔗糖处理浓度的基础上 检测紫背天葵贮藏期间淀 粉 可溶性糖 还原糖 可溶性蛋白和叶绿素含量 研究蔗糖处理对紫背天葵采后品质的影响 检测贮藏期间蔗糖 果糖 葡萄糖含量和蔗糖代谢相关酶活性如淀粉酶 Amylase 蔗糖磷酸合成酶 SPS 蔗糖酸性水解酶 AI 蔗糖合成酶 SS S 和蔗糖分解酶 SS C 研究蔗糖处理对紫背天葵蔗糖代谢的影响 利用透射电子显微镜观测叶绿体超微结构在贮藏期间的 变化 检测贮藏期间叶绿体脂氧合酶 LOX 活性 丙二醛含量 MDA 最大光化学效率 Fv Fm 和实际光化学效率 QY 研究蔗糖处理对叶绿 体生理和功能的影响 在生化水平和亚细胞水平上探究采后蔗糖处理对紫背天葵的影响 结果 前 期的蔗糖浓度筛选发现 12 的蔗糖保鲜效果最佳 尤其在贮藏后期 12 蔗糖处理组与对照组相比 呼吸强度降低 39 失重率降低 7 8 腐烂率降低 15 87 进一步研究发现 在贮藏后期 处理组与对照组相比 蔗糖含量比为 1 82 淀粉 含量比为 1 10 可溶性糖含量比为 1 11 可溶性蛋白含量比为 2 20 和叶绿素含量比为 1 23 蔗糖处理显著延缓了糖类 物质和含氮物质的降解 蔗糖处理显著抑制 SPS AI 和 Amylase 活性的上升 说明蔗糖处理抑制了紫背天葵的蔗糖代谢 从而减少了蔗糖和淀粉的分解 后期对紫背天葵叶绿体生理功能研究发现 贮藏结束时 处理组与对照组相比 有效维 持了叶绿体结构完整性 叶绿体脂氧合酶活性降低 53 13 叶绿体丙二醛含量降低 33 33 最大和实际光化学效率分别 是对照组的 1 35 倍和 1 97 倍 说明蔗糖处理显著延缓叶绿体衰老 进一步分析发现 紫背天葵叶绿体功能与淀粉和可 溶性糖含量显著正相关 表明糖饥饿引起的碳源匮乏会影响叶绿体功能 结论 蔗糖处理通过降低紫背天葵采后呼吸强 度 失重率和腐烂率 调控蔗糖代谢 降低叶绿体膜脂氧化程度和维持叶绿体结构完整 抑制了紫背天葵采后品质劣变 从而延缓了紫背天葵衰老 关键词 蔗糖代谢 叶绿体 糖饥饿 紫背天葵 保鲜 Effects of Exogenous Sucrose on the Postharvest Quality and Chloroplast of Gynura bicolor D C XIE YiTong ZHANG Fei SHI Jie FENG Li JIANG Li College of Food Science and Technology Nanjing Agricultural University Nanjing 210095 Abstract Background The physiological metabolism of G bicolor is active after harvest and it is sensitive to low temperature After harvest it is often stored in a dark environment with slightly lower than room temperature However the long term dark storage of G bicolor will lead to sugar starvation which affects the quality of G bicolor The dark storage also inhibits the 8期 谢意通等 外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响 1643 photosynthetic process resulting in reduced photosynthetic assimilation products and aggravated postharvest sugar starvation and sucrose is the main of photosynthetic product transport in plants Objective The effects of exogenous sucrose treatment on postharvest quality sucrose metabolism and chloroplast of G bi c o l o r were studied to explore the related mechanism of sucrose treatment on delaying postharvest senescence in this study On the basis of screening out the optimal concentration the contents of starch soluble sugar reducing sugar soluble protein and chlorophyll in G bicolor during storage were detected to study the effect of sucrose treatment on postharvest quality of G bicolor The contents of sucrose fructose glucose and sucrose metabolism related enzyme activities such as Amylase SPS AI SS s and SS c were detected during storage and then the effects of sucrose treatments on sucrose metabolism of G bicolor was studied The changes of chloroplast ultrastructure during storage were observed by TEM The activity of LOX the content of MDA and the Fv Fm and QY of chloroplast during storage were detected then the effects of sucrose treatment on the physiology and function of chloroplast were studied The effects of postharvest sucrose treatment on G bicolor were studied at biochemical and subcellular levels Result The screening of sucrose concentration in the earlier study showed that 12 sucrose had the best preservation effect Especially in the late storage period compared with the control distilled water treatment the respiratory intensity weightlessness rate and decay rate of 12 sucrose treatment decreased by 39 7 8 and 15 87 respectively Further study found that in the late storage compared with the control the treated sucrose content ratio was 1 82 starch content ratio was 1 10 soluble sugar content ratio was 1 11 soluble protein content ratio was 2 20 and chlorophyll content ratio was 1 23 indicating sucrose treatment significantly delayed the degradation of carbohydrates and nitrogenous substances Sucrose treatment significantly inhibited the activities of SPS AI and Amylase indicating that sucrose treatment inhibited sucrose metabolism thereby reducing the decomposition of sucrose and starch In the later study on the physiological functions of chloroplasts of G bi c o lo r it was found that at the end of storage compared with the control the treated G bicolor effectively maintained the structural integrity of chloroplasts reduced the activity of chloroplast LOX by 53 13 and reduced the content of MDA by 33 33 The Fv Fm and QY were 1 35 and 1 97 times that of the control respectively indicating that sucrose treatment significantly delayed the senescence of chloroplasts Further analysis showed that chloroplast function was positively correlated with starch and soluble sugar content indicating that carbon source deficiency caused by sugar starvation could affect chloroplast function Conclusion Sucrose treatment inhibited postharvest quality deterioration and chloroplast senescence of G b i c o l o r by reducing respiratory intensity weightlessness rate and decay rate regulating sucrose metabolism reducing the degree of chloroplast membrane lipid oxidation and maintaining the integrity of chloroplast structure thereby delaying the senescence of G bi c ol o r Key words sucrose metabolism chloroplast sugar starvation Gynura bicolor D C preservation 0 引言 研究意义 紫背天葵 Gynura bicolor D C 又名观音菜 冲绳菠菜等 性喜温 1 紫背天葵是一 种药食同源的高档蔬菜 富含营养物质 具有很高的 食用以及研究价值 由于紫背天葵采后的代谢旺盛 极易失水萎蔫和腐烂 因此保鲜极为需要 紫背天葵 在采后阶段 为了减少强光带来的蒸腾效应和抑制呼 吸作用 往往贮藏于弱光或黑暗环境 但长期处于黑 暗环境 其自身糖类物质逐渐匮乏而发生糖饥饿 会 引起其他物质如蛋白质 叶绿素的分解周转 从而加 速衰老 2 3 因此 研究紫背天葵采后糖饥饿影响品质 变化的规律以及探索延缓采后糖饥饿的保鲜方法具有 积极的意义 前人研究进展 近些年 关于紫背天 葵采后生理和保鲜的研究愈来愈多 如紫外线C UV C 照射 4 1 甲基环丙烯 1 methylcyclopropene 1 MCP 5 和一氧化氮 NO 熏蒸 6 以及纳米包装气 调等 7 但都没有与采后糖饥饿的结合研究 目前 关于采后糖饥饿引发衰老的相关研究还鲜有报道 国 内外对糖饥饿的相关研究主要集中在动植物的生长 发育阶段 8 9 和细胞水平 10 植物中糖饥饿的诱导因 素主要有弱光 极端温度 干旱以及涝害等非生物胁 迫 11 12 这些胁迫的共同特点是破坏叶绿体 即通过 破坏光合功能 影响糖类物质的生成 进而诱发细胞 自噬相关基因 ATGs 和衰老基因 SAGs 的表达 调控周转叶绿体内的含氮物质 如叶绿素和蛋白质等 来响应机体内的低碳环境 13 IZUMI等 14 研究发现水 稻叶片在黑暗处理后 叶绿体自噬周转过程和碳源状 态高度相关 而不是氮源状态 揭示叶绿体的自噬周 转是由碳源匮乏诱导 IZUMI等 15 后续研究发现外源 添加蔗糖可以减少黑暗环境中自噬小泡的生成 证实 在碳源匮乏状态下添加外源蔗糖可以抑制叶绿体自 噬 暗示蔗糖对延缓糖饥饿有一定作用 姚笛 16 通过 研究不同可溶性糖浸泡青花菜 发现蔗糖处理可以减 1644 中 国 农 业 科 学 55卷 缓青花菜叶绿素以及营养物质的降解 本研究切入 点 蔗糖往往被当作营养液应用于花卉的扦插培养 而用于农产品采后保鲜的研究较少 外源碳源如蔗糖 的处理是否可以延缓蔬菜采后衰老以及维持采后贮藏 较高的碳源状态还鲜有研究 拟解决的关键问题 在采后利用蔗糖处理紫背天葵 研究蔗糖处理影响紫 背天葵采后生理代谢和品质变化的规律 探讨蔗糖是 否对紫背天葵采后衰老有抑制作用 为生产实践中的 保鲜提供新方向 1 材料与方法 试验于2020 2021年在南京农业大学食品科技 学院进行 1 1 材料与试剂 1 1 1 材料 紫背天葵 商品成熟度 于2020年11 月采摘于苏州润汇农业基地 要求生理相近 无机械 损伤和虫害 当天冰温运回实验室 1 1 2 试剂 5尿苷二磷酸钠盐 UDP 果糖6磷 酸二钠 F 6 P 尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG 均为 生物试剂 源叶生物科技有限公司 蔗糖 果糖以及 葡萄糖为色谱纯 源叶生物科技有限公司 浸泡用蔗 糖以及其余所有试剂均为国产分析纯 寿德试验器材 有限公司 1 1 3 仪器与设备 Alpha1860A紫外可见分光光 度计 上海谱元有限公司 IMAGINGPAM叶绿素荧 光检测仪 德国WALZ公司 Hitachi H7650透射电 子显微镜 日本日立公司 岛津LC 20A高效液相 ELSD检测系统 HPLCELSD 日本Shimadzu公 司 H1750R台式高速冷冻离心机 湖南湘仪实验室 仪器开发有限公司 FE30电导率仪 梅特勒托利多 仪器有限公司 1 2 方法 1 2 1 不同蔗糖浓度处理方法 将新鲜的紫背天葵 分别用0 蒸馏水 4 8 12 和16 的蔗糖浓 度进行浸泡处理 具体处理方式如下 将30株 约 300 g 生理相近的植株作为一捆 底部预留3 cm左 右的基部用于浸泡 分别浸泡于50 mL不同浓度 蔗糖溶液中 用5号自封袋作为处理容器 轻柔扎紧 袋口 于40 L泡沫箱暗置密封12 h 箱内放置0 1 KOH用于吸收CO 2 处理完成后随机选取4捆分装 于8 L左右的黑色PE塑料袋 用牙签在塑料袋表面 均匀戳20个小洞 并挽口 每个处理各3袋 黑暗 贮藏于 20 2 湿度 90 5 环境下 分别 于第 1 0 1 3 5和7天取样 其中 1天指采摘 样品当天 0 d代表蔗糖处理完当天 如无特殊说明 本研究指标测定所用材料均为第0 1 3 5和7天 取样样品 选取去除顶部幼芽后由上往下数第3 4片叶作为研究材料 1 2 2 蔗糖浓度的筛选 在第0 1 3和5天分别 测定样品的呼吸速率 17 失重率采用差重法 相对 电导率 18 腐烂率 19 用于评价不同浓度蔗糖的处 理效果 选出最佳处理浓度后 用该浓度进行后续 的研究 1 2 3 相关糖类物质与可溶性蛋白的检测 淀粉采 用酸水解法 可溶性糖采用蒽酮比色法 还原糖采用 3 5二硝基水杨酸法 可溶性蛋白采用考马斯亮蓝染 色法 以上4个方法均参考曹建康等 20 方法 葡萄糖 果糖和蔗糖参考高效液相色谱法 21 并稍作修改 1 g样品用4 mL 80 乙醇50 100 W 超声提取50 min 再80 水浴1 h 冷却至室温后 4 12 000 g离心20 min 收集上清 过0 45 m 滤膜备用 色谱条件为 流动相为70 乙腈 色谱 柱为ZORBAX Carbohydrate 4 6 mm 250 mm 5 m 柱温为35 检测条件 检测器为ELSD 流速为1 mL min 1 进样量为20 L 氮气压力为350 kPa 漂移管温度为50 1 2 4 蔗糖代谢相关酶检测 取2 g样品 加入5 mL 100 mmol L 1 Tris pH 7 2 提取缓冲液 含2 mmol L 1 EDTA 5 mmol L 1 MgCl 2 5 mmol L 1 DTT 2 v v 乙二醇 0 2 w v BSA和2 w v PVP 涡旋混匀 于4 下提取10 min 10 000 g 4 离心20 min 收集上清液 用100倍体积上清 液的透析液 含1 mmol L 1 EDTA 2 5 mmol L 1 MgCl 2 1 mmol L 1 DTT和1 v v 乙二醇 于4 透析24 h 期间多次更换透析液 透析后的提取液 保存于4 用于酶活性检测 其中蔗糖磷酸合成 酶 sucrosephosphate synthase SPS 蔗糖酸性转化 酶 acid invertase AI 蔗糖合成酶 sucrose synthase 包括合成方向SS S和分解方向SS C 的活性采用 WU等 22 的方法 用葡萄糖作标准曲线 总酶活定义 为每mg可溶性蛋白单位时间生成或消耗的葡萄糖含 量 mg 单位为U mg 1 protein 总淀粉酶 Amylase 采用高俊凤 23 的方法 其中总淀粉酶活性定义为每 mg可溶性蛋白单位时间水解淀粉生成麦芽糖含量 mg 单位为U mg 1 protein 可溶性蛋白含量检测 方法与1 2 3一致 8期 谢意通等 外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响 1645 1 2 5 叶绿体膜脂氧化 1 2 5 1 叶绿体提取 参考AUSTIN等 24 研究并稍 作修改 取3 g样品 加入10 mL预冷的缓冲液A 50 mmol L 1 Tris pH 3 6 内含25 mmol L 1 EDTANa 2 1 25 mol L 1 NaCl 0 25 mol L 1 Vc 1 5 w v PVP 振荡 4 静置10 min 涡旋 400目尼龙布过滤 用 玻棒拧干 用5 mL缓冲液A冲洗滤渣 再次拧干 500 g 4 离心5 min 收集上清 用缓冲液定容 至10 mL 3 000 g 4 离心10 min 弃上清 加 入10 mL缓冲液B 50 mmol L 1 Tris pH 8 0 内 含25 mmol L 1 EDTANa 2 1 25 mol L 1 NaCl 2 5 mmol L 1 DTT 0 1 BSA 振荡 静置5 min 涡旋 2 000 g 4 离心10 min 弃上清 再加10 mL缓 冲液B重复操作 加入10 mL缓冲液C 50 mmol L 1 Tris pH 8 0 内含0 25 mol L 1 NaCl 20 mmol L 1 EDTANa 2 振荡 静置5 min 涡旋 3 000 g 4 离心10 min 弃上清 再加3 mL缓冲液C重复操作 弃上清 最后用3 mL缓冲液C将叶绿体沉淀重悬后 低温保存 1 2 5 2 叶绿体丙二醛 MDA 和脂氧合酶 LOX 测定 采用SONG第 25 的方法 MDA和LOX结果 均用 mol g 1 叶绿体表示 其中叶绿体得率通过检 测提取叶绿体的叶绿素含量来表示 即叶绿体得率 mg g 1 m V 5 34 1000A 652 其中A 652 为总叶绿素 的吸光值 V为叶绿素提取总体积 m为提取样品 质量 1 2 6 叶绿体超微结构 参考吴正锋等 26 方法 选 取第 1 3 5和7天的叶片 在叶片主叶脉两侧用刀 片切取大小为4 mm 2 mm的组织块 浸入2 5 v v 戊二醛溶液中 4 初固定24 h以上 然后 采用1 w v 的锇酸溶液增加固定 用0 1 mol L 1 的磷酸缓冲液反复洗涤多次 固定后的样品用梯度 乙醇丙醇脱水 丙酮洗涤脱水 最后包埋在Spur 环氧树脂中 在超微切片机上切下超薄切片 用2 5 w v 乙酸铀酰染色 随后用柠檬酸染色后固定到 铜网上 最后用透射电子显微镜以80 kV的加速电 压观察 拍照 1 2 7 叶绿素荧光 参考田雨等 27 方法 采用 IMAGINGPAM叶绿素荧光检测仪测定第 1 0 1 3 5和7天叶片的叶绿素荧光参数 每片叶片选取7个点 每个处理取20片独立的叶片 叶片暗处理30 min后 测定叶片的初始荧光 F 0 和最大荧光 F m 计算 最大光化学效率 F m F 0 F m 即F v F m 接着打开光 化光 待荧光值稳定后 测定叶片的稳态荧光 F s 最后打开饱和脉冲光 测定光适应下的最大荧光产量 F m 计算实际光化学效率QY F m F s F m 1 2 8 总叶绿素含量 参考B CHERT等 28 的方法 并稍作修改 称取紫背天葵样品1 0 g于10 mL离心 管中 用3 mL 80 丙酮涡旋 避光静置5 min 剧烈 振荡 再次涡旋 静置5 min 用高速冷冻离心机在 4 10 000 g离心后取上清液 再次加3 mL 80 丙酮涡旋沉淀 静置5 min 重复操作 直至沉淀无 明显的绿色 收集多次上清 用80 丙酮定容至25 mL 以80 丙酮为空白 于在波长652 nm处测定吸 光度 A 叶绿素含量根据C chl mg g 1 5 34 m VA 计算 其中m为样品鲜重 g V为叶绿素提取液 总体积 L 34 5为叶绿素在652 nm下的吸光系数 1 3 数据统计分析 所有试验均为3个生物学重复 利用SPSS 22 0 进行单因素方差分析和t检验显著性检验以及pearson 相关性分析 测定结果用Mean SD表示 同一时间 组间差异显著性通过字母标示法标示 不同字母表 示差异显著 P 0 05 并使用SigmaPlot 11 0作 图 2 结果 2 1 不同浓度蔗糖处理紫背天葵的效果 经过蔗糖处理后 紫背天葵在贮藏后期的呼吸强 度都出现了上升 与对照对比 除了16 蔗糖处理 其他浓度的处理都先上升后下再上升 前期上升的原 因可能是蔗糖为紫背天葵提供了外源碳源 其中12 的蔗糖处理后期上升最缓慢 16 的蔗糖处理使紫背 天葵在前期的呼吸速率下降 后期则上升 不同浓度蔗糖处理中 12 的蔗糖在贮藏后期保 持紫背天葵水分的效果最好 但在前3 d天贮藏期间 各处理间没有显著差异 与对照相比 各浓度的蔗糖 处理都会使紫背天葵的细胞渗透率增加 但增加的程 度并不与浓度成正相关 其中4 和16 蔗糖处理组 的相对电导率增加程度最明显 可能是低浓度和高浓 度的蔗糖处理使紫背天葵处于胁迫状态 诱发体内膜 脂的氧化 在各浓度处理中 12 的蔗糖处理可以明 显降低紫背天葵在贮藏期间的腐烂率 图1 综上 12 蔗糖处理具有更好的保鲜作用 因此以该浓度开 展下一步研究 1646 中 国 农 业 科 学 55卷 贮藏天数 Storage days d 01 3 5 呼吸强度 Resp irato r y in tens ity CO 2 mg kg 1 h 1 0 20 40 60 80 100 120 a a b c c a b b c d a a a a b a b bb c A d B 01 3 5 失重率 Weig ht l o s s rate 0 1 2 3 4 5 6 7 a a a a a a a a a a bc a c d 0135 相对电导率 Relati ve electri cal co ndu ctiv ity 0 10 20 30 40 a b c c c a a b c c d a a b b c 0135 腐烂率 Dec a y ra te 0 10 20 30 40 a b c a a b b c a b b c d c c 对照 CK 4 蔗糖 ST4 8 蔗糖 ST8 12 蔗糖 ST12 16 蔗糖 ST16 贮藏天数 Storage days d 贮藏天数 Storage days d CD 贮藏天数 Storage days d 不同小写字母代表显著差异 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 图 1 不同浓度蔗糖处理对紫背天葵呼吸速率 A 失重率 B 相对电导率 C 和腐烂率 D 的影响 Fig 1 Effects of sucrose treatment at different concentrations on respiration rate A weight loss B conductivity C and decay rate D of G bicolor 2 2 蔗糖处理对紫背天葵淀粉 可溶性糖 还原糖和 可溶性蛋白含量的影响 蔗糖处理可显著延缓可溶性糖 淀粉和可溶性蛋 白含量在贮藏期间的下降 图2 对照组的可溶性 糖含量和还原糖含量在处理当天到第1天的下降速度 显著大于蔗糖处理组 表明紫背天葵在早期暗贮藏期 间消耗的储备物质较多 到了第3天略有上升 可能 是由于淀粉的水解产生了较多的小分子可溶性糖 在 贮藏的第3天和第5天 对照组的还原糖含量显著高 于蔗糖处理组 第7天时处理组的还原糖含量高于对 照组 贮藏期间可溶性蛋白的变化可以反映蛋白质的降 解情况 从而可衡量机体的衰老程度 29 对照组的可溶 性蛋白含量在贮藏期间都低于蔗糖处理组 特别是贮 藏后期 暗示对照组在贮藏期间由于碳源匮乏 加速 了蛋白的分解利用 在贮藏第7天 处理组与对照组 相比 淀粉含量比为1 09倍 可溶性糖含量比为1 1 倍 还原糖含量比为1 8 可溶性蛋白含量比为2 2倍 因此 蔗糖处理可以显著抑制紫背天葵糖类物质和可 溶性蛋白的降解 2 3 蔗糖处理对紫背天葵蔗糖代谢的影响 2 3 1 对蔗糖合成的影响 SPS和SS S作为蔗糖的 主要合成酶 影响蔗糖的合成与代谢 30 对照组的SPS 活性在贮藏期间都高于蔗糖处理组 呈上升趋势 而 处理组在贮藏期间保持较为稳定的活性 图3 处 理组与对照组的SS S活性在贮藏前期基本不变 而到 贮藏后期 处理组与对照组均上升 在贮藏前3 d SPS活性与蔗糖含量呈显著正相关 r 0 824 P 0 044 0 05 SS S活性与蔗糖含量无显著相关性 r 0 258 P 0 622 0 05 到了贮藏后期 SPS活性与蔗糖含 量呈负相关 r 0 475 P 0 341 0 05 SS S活性与 8期 谢意通等 外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响 1647 淀粉含量 Starch content m g g 1 FW 可溶性糖含量 So lub le s ugar cont ent mg g 1 FW 还原糖含量 Red u cing su gar co nt en t mg g 1 FW 可溶性蛋白含量 Sol ubl e prot ei n con t ent mg g 1 FW 图 2 蔗糖处理对贮藏期间紫背天葵淀粉 A 可溶性糖 B 还原糖 C 和可溶性蛋白 D 含量的影响 Fig 2 Effects of sucrose treatment on the content of starch A soluble sugar B reducing sugar C and soluble protein D of G bicolor during storage 01 3 5 7 蔗糖磷酸合成酶活性 SP S activity U m g 1 Prot ei n 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 a a a b a a b aA b b 01357 蔗糖合成酶活性 SS S activ it y U mg 1 Pr o t e i n 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 a a a b b b a a a a 01 3 5 7 总淀粉酶活性 Amylas e ac tivity U mg 1 P r ot ei n 0 2 4 6 8 10 a a a b a b b a a a 01357 蔗糖含量 Sucros e co nten t mg g 1 FW 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 a a a a b a b a b a B CD 贮藏天数 Storage days d 贮藏天数 Storage days d 贮藏天数 Storage days d 贮藏天数 Storage days d 对照 CK 12 蔗糖 ST12 图 3 蔗糖处理对紫背天葵蔗糖合成的影响 Fig 3 Effects of sucrose treatment on sucrose synthesis of G bicolor 1648 中 国 农 业 科 学 55卷 蔗糖含量也呈负相关 r 0 437 P 0 387 0 05 但相关性均不显著 暗示紫背天葵蔗糖含量在贮藏前 期主要由SPS正调控 在贮藏后期则由SPS和SS S 共同负调控 淀粉酶 Amylase 将淀粉水解成小分 子的糖类 进而生成蔗糖的合成前体物质如UDPG和 F 6 P 对照组的淀粉酶活性在贮藏后期 显著高于处 理组 淀粉酶活性与蔗糖含量呈显著负相关 r 0 816 P 0 038 0 05 暗示处理组的紫背天 葵在吸收外源蔗糖后 可以在贮藏后期保持较稳定的 蔗糖含量 从而抑制淀粉酶活性 2 3 2 对蔗糖分解的影响 蔗糖的水解酶主要有 SSC和AI 对碳源的转运 分配利用和糖信号转导有 重要作用 31 对照组和处理组的SSC活性在贮藏期间 没有显著差异 到了贮藏后期 处理组和对照组的SSC 活性稍微上升 蔗糖处理组的AI活性在贮藏第1天 上升 第3天开始下降 贮藏后期活性缓慢上升 而 对照组与处理组完全相反 对照组的AI活性在贮藏 前期基本不变 到贮藏后期活性显著上升 图4 葡萄糖与果糖含量在贮藏期间的变化趋势基本一致 在贮藏前3 d 果糖含量与SS C活性呈显著正性相关 r 0 852 P 0 031 0 05 与AI活性无显著正相 关性 r 0 728 P 0 101 0 05 但在贮藏后期 果 糖含量与AI活性高度相关 r 0 973 P 0 027 0 05 而与SS C活性无显著相关性 r 0 494 P 0 506 0 05 暗示蔗糖的分解由SS C和AI共同负责 两 者的主导作用与贮藏时期有关 蔗糖分解酶活性 SS C acti vit y U mg 1 prot ein 酸性水解酶活性 AI activity U m g 1 pro t ein 果糖含量 Fructos e content m g g 1 FW 葡萄糖含量 G luco s e cont en t mg g 1 FW 图 4 蔗糖处理对紫背天葵蔗糖分解的影响 Fig 4 Effects of sucrose treatment on sucrose decomposition of G bicolor 2 4 蔗糖处理对紫背天葵叶绿体膜脂氧化和超微结 构的影响 2 4 1 叶绿体膜脂氧化 MDA是膜脂氧化的产物 其含量可以评价细胞的膜脂氧化程度 32 由图5可 知 对照组和处理组的叶绿体MDA含量在贮藏期 间都先上升后下降再缓慢上升 对照组叶绿体的 8期 谢意通等 外源蔗糖对紫背天葵采后品质及叶绿体的影响 1649 MDA含量在贮藏期间均高于处理组 表明对照组的 叶绿体在贮藏期间发生的膜脂氧化程度显著高于处 理组 LOX作为膜脂氧化的关键酶 和果蔬采后衰 老具有密切关系 对照组的LOX活性在贮藏期间均 高于处理组 且贮藏期间的活性变化与MDA含量 变化极显著相关 相关系数r 0 81 P 0 01 表 明叶绿体的膜脂氧化主要由LOX引起 说明对照组 叶绿体的膜脂氧化高于处理组 证实蔗糖处理可以 抑制叶绿体LOX活性 从而降低叶绿体的膜脂氧化 程度 01357 丙二醛含量 MDA content m ol g 1 chlo ropl ast 0 3 4 5 6 7 a a a b b a b a a b 01357 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 a b a b a a a b b a B 脂氧合酶活性 LOX acti v i ty U g 1 chloroplas t A 贮藏天数 Storage days d 贮藏天数 Storage days d 对照 CK 12 蔗糖 ST12 图 5 紫背天葵叶绿体贮藏期间 MDA A 含量和 LOX B 活性变化 Fig 5 Changes of MDA A content and LOX B activity in chloroplasts of G bicolor during storage 2 4 2 叶绿体超微结构 处理前 紫背天葵的细胞壁 清晰可见 细胞膜厚实光滑 叶绿体呈细长状 类囊 体膜清晰分明 噬饿颗粒和胞质杂质少 第3天时 对照组细胞出现了明显的质壁分离现象 基粒片层开 始出现分离 胞质中杂质增加 而蔗糖处理则未出现 质壁分离现象 胞质杂质增加不明显 第5天时 对 照组的细胞膜出现褶皱并发生了断裂 细胞膜变薄 叶绿体的膜结构变得模糊 叶绿体形状开始由细长状 变为椭圆状 胞质杂质与第3天相比变化不明显 而 处理组的