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桃是深受人们喜爱的时令水果之一,营养丰富、口感佳。桃果实作为典型的呼吸跃变型果实,具有贮藏时间短、极易腐烂的特点,严重限制其在市场上的流通和供应时间,并会造成经济损失。因此,了解桃果实的成熟衰老机理及采用合理的保鲜技术对于提高桃果实的贮藏品质、延长其货架期具有重要意义。已有的报导指出,活性氧代谢和抗氧化系统在调控果实成熟衰老的进程中可能扮演着信号分子的作用,并且极易受到采后处理手段的调控,从而影响到果实的品质及氧化胁迫耐受力。本课题首先对桃果实中的主要抗氧化基因进行了鉴定分析,研究了桃果实生长和采后成熟过程中活性氧代谢变化及抗氧化系统对活性氧的调控机制,还探究了采后热处理(热水和热空气)及1-MCP结合热处理对桃果实贮藏期间的品质、活性氧水平及抗氧化水平的影响。本研究期望从活性氧代谢角度更加深入地探讨桃果实成熟衰老机理,为生产实践中采后处理方法的合理选择提供理论依据。本研究的主要内容和结果如下:1.本研究对‘霞晖5号’桃果实中抗氧化基因进行了鉴定,得到SOD基因8个、GPX基因8个、CAT基因2个、APX基因4个、MDHAR基因2个、DHAR基因2个和GR基因2个。研究发现大多数抗氧化基因所编码的蛋白主要分布在细胞质中,清除H2O2的抗氧化基因主要分布于5号染色体上。不同的基因家族成员在桃果实中的表达量存在显著差异,其中 PpaSOD3、PpaSOD5、PpaCAT1、PpaGPX6和PpaGPX8为桃果实中表达量最高的主要抗氧化基因。2.研究了桃果实生长发育和成熟衰老过程中桃果实品质、ROS代谢水平以及SOD、CAT和GPX等抗氧化酶的变化。结果显示在桃果实的整个生长和成熟过程中ROS的产生与呼吸作用的强弱成正相关。在桃果实快速生长期间,O2-和H2O2含量保持在较高水平,但果实中并没有检测到明显的氧化损伤,这个阶段产生的ROS可能作为潜在的信号分子调控桃果实的快速生长;而在桃果实成熟后期,H2O2含量大量积累而O2-含量较低,同时MDA含量和EL水平也显著升高,此时H202可能作为主要的毒性分子刺激细胞膜过氧化并使细胞膜产生氧化损伤,从而加速桃果实衰老。研究发现低温贮藏在SIV-1以后抑制了乙烯生成和呼吸强度并推迟了乙烯和呼吸跃变。在桃果实成熟后期低温贮藏显著增强了 CAT和GPX的活性以及部分基因家族成员的表达量,其中表达量显著上调5倍以上的PpaCAT1和PpaGPX6可能作为桃果实低温贮藏后期清除H2O2的两个最为主要的基因。3.研究了采后热空气(HA:38℃,3h)处理和热水(HW:48℃,10 min)处理对桃果实低温(4℃)贮藏期间冷害症状、果实品质、ROS水平和抗氧化能力的影响。与对照组相比,HA和HW两种热处理在整个低温贮藏过程中更好的保持了桃果实的硬度,并有效地缓解桃果实内部褐变症状。研究发现HW较HA处理可以更为有效地缓解桃果实内部褐变症状,这可能是由于HW处理具有更好的热传导性,并对桃果实中的AsA-GSH代谢具有更有效的调控作用。研究结果表明,HW处理在贮藏的最初3天内显著提高了 AsA和DHA的含量,而PpaAPXs的表达量在第3天天时也被显著提高,PpaDHARs表达量却在第3天天时显著降低,从而促进AsA向DHA的转化而激活了 AsA代谢;在贮藏后期,HW处理组中桃果实始终保持较高的GSH和GSSG含量以及较高的PpaGRs和PpaGPXs表达量,使得桃果实能够维持较高GSH代谢活性;同时PpaSOD5、PpaCAT1、PpaGPX6和PpaAPX2等关键抗氧化基因表达量也在贮藏后期显著上调。以上这些变化有助于增强果实的抗氧化能力,使得低温贮藏下桃果实能够保持较低的ROS水平并减轻桃果实的内部褐变症状。HA处理虽然也增加了 PpaSOD5、PpaCAT1、PpaGPX6和PpaAPX2等关键抗氧化基因表达量,但对低温贮藏期间AsA-GSH代谢没有显著影响。以上结果表明AsA-GSH代谢在延缓桃果实冷害水平的过程中可能起重要作用。4.研究了采后热水与1-MCP结合处理(HM)对常温和低温贮藏下桃果实品质和抗氧化水平的影响。研究表明HM处理在第5天天以前有效延缓了常温贮藏下桃果实的软化进程,第3天天之后保持了贮藏期间的SSC含量并使其维持在较高水平,同时在贮藏期间显著降低了桃果实的乙烯释放量和呼吸强度,并延缓了桃果实的乙烯和呼吸越变。HM处理在常温贮藏后期还显著增强了桃果实SOD、CAT、APX和GPX等抗氧化酶类的活性和PpaSODs、PpaCAT1、PpaAPX4以及PpaGPXs的表达量,并有效降低了桃果实中的EL水平及抑制了 O2-和H2O2含量的积累,减轻了桃果实的氧化损伤。与常温贮藏不同,在低温贮藏期间,HM处理仅在贮藏前期保持了果实的硬度,在此之后并没有呈现出积极的作用效果,甚至在贮藏后期显著降低了果实中SSC和TA的含量。此外,长期低温贮藏还导致了果实在低温贮藏后期产生了较高的EL和O2-和H2O2含量的积累,加重了低温贮藏末期桃果实所受到的氧化胁迫。虽然HM处理在低温贮藏第14天之后显著增强了 SOD、CAT和GPX的活性,但对相应基因的表达量没有显著影响,表明低温条件下HM只对抗氧化酶活性起到调控作用。综合以上结果,HM处理更适合应用于常温贮藏下的桃果实。