β-氨基丁酸诱导采后葡萄果实敏化抗性及促进可溶性糖积累

该研究确定了β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对采后葡萄果实抗病性的诱导模式,并从山梨醇代谢和转录调控的角度分析了BABA调控果实可溶性糖积累的机理。葡萄果实经穿刺后,分别在伤口处注入10 mmol/L BABA溶液或1.0×10^(5)个/mL的Botrytis cinerea孢子悬浮液,或先注入BABA溶液再接种病原菌,果实随后于20℃下贮藏5 d,每日取样评估果实病害发生情况并测定果实品质、抗性反应和山梨醇代谢相关分子或生化指标。结果表明,单一BABA处理可在较低水平诱导葡萄果实防卫反应,但经BABA处理的葡萄果实在进行B.cinerea接种后,其PRs(VvNPR 1、VvPR 1、VvPR 2和VvPR 5)基因表达丰度以及植保素单体含量显著上升,说明10 mmol/L BABA诱导的葡萄果实抗病性反应仅在果实遭受病原菌侵染时才强烈表达,可被归为敏化(priming)抗性模式。同时,BABA处理可诱导葡萄果实贮藏期间山梨醇代谢酶类(S6PDH、NAD^(+)-SDH、NADP^(+)-SDH和SOX)活性的上升,使果实中山梨醇加速转化为葡萄糖和果糖;同时,VvWRKY 40转录因子能结合葡萄果实蔗糖合成相关基因VvSS 1/VvSS2/VvSPS3启动子区域的W-box元件以提高此类基因的转录水平和蔗糖合成量。因此,BABA不仅能激活的葡萄果实priming抗性从而有效抑制果实贮藏期间灰霉病的发生,而且可通过调控山梨醇代谢和提高VvWRKY 40转录活性的方式促进葡萄果实中可溶性糖的积累,说明BABA诱导的果实priming反应具有提升抗病性和维持基础代谢的平衡特征。

BABA处理对草莓采后灰霉病的控制及其转录组学分析

【目的】从转录组学角度探讨经β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)处理的草莓果实对病害胁迫的响应及其与细胞还原势变化的联系,以阐释其中诱导抗性的形成机制。【方法】‘丰香’草莓果实经10 mmol·L^-1 BABA及病原菌Botrytis cinerea接种后于(20±1)℃下贮藏5 d,期间每隔1 d测定果实发病率及还原性物质合成量,并以Illumina HiSeqTM 2500技术对果实样本进行转录组测序。【结果】BABA+B.cinerea处理组较单一BABA处理和病原菌接种可更为显著诱导草莓果实PRs基因丰度的上升,并抑制果实灰霉病发生和维持品质。对差异表达基因(DEGs)的GO和KEGG聚类分析显示,经BABA处理后再接种B.cinerea的草莓果实中抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH循环)关键基因、活性氧代谢酶系统关键基因、谷胱甘肽(GSH)合成途径关键基因、磷酸戊糖途径(PPP)关键基因及GSH过氧化物酶转录水平显著提高,同时果实中还原性物质逐渐积累。【结论】BABA可通过提高草莓果实还原性物质合成相关基因表达量,增强果实中还原性底物的合成以提升细胞还原势,促使果实在病原菌侵染时展现priming抗病性,抑制果实采后灰霉病症状的发展。

褪黑素处理对采后李果实Priming抗病性的诱导作用

研究了褪黑素(melatonin,MT)处理诱导采后李果实抗病反应的特征和效力。“凤凰”李果实经10 mmol/L褪黑素(melatonin,MT)处理及病原菌匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)接种后,于20℃下贮藏5 d,期间观察果实病害发展情况,并测定果实H_(2)O_(2)、总酚、木质素含量以及抗性相关酶活性。结果显示,10 mmol/L MT处理能有效降低李果实采后R.stolonifer导致的根霉病发病率并延缓增加其病斑直径。单一MT处理能诱导李果实中苯丙烷类代谢酶活性及总酚和木质素含量的上升;但MT处理复合R.stolonifer接种则最显著的诱导果实H_(2)O_(2)迸发,同时提升几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟基化酶、4-香豆酸辅酶A连接酶、过氧化物酶和多酚氧化酶等抗病相关酶活性以及总酚和木质素含量。通过这些结果可推测,MT处理可诱导李果实priming反应,使果实在遭受病原菌侵染时展现更强烈的抗病反应,从而维持果实贮藏期间的商品性。

亚精胺处理对桃果实贮藏品质及内源乙烯和多胺代谢的影响

研究了亚精胺(spermidine,Spd)处理对采后"白凤"水蜜桃贮藏品质的影响,并从多胺合成与乙烯释放消长变化的角度解析了相关机理。将水蜜桃果实分别浸泡于0、0. 5、1和2 mmol/L Spd溶液中10 min(20℃),随后于20℃下贮藏8 d,期间每隔2 d测定果实各项品质、生理参数、乙烯和多胺含量以及相关基因的表达量。结果显示,相较于其他Spd处理浓度,1 mmol/L Spd处理可显著降低桃果实贮藏期间的腐烂率和褐变度,维持较高的可溶性固形物及有机酸含量并促进总酚、总黄酮和花色苷等抗氧化物质的积累;1 mmol/L Spd处理也能够显著延缓桃果实丙二醛(malondialdehyed,MDA)含量、相对电导率和活性氧水平的上升。此外,1 mmol/L Spd处理可有效上调桃果实Pp SAMDC、Pp SPDS、Pp ADC并同时下调Pp ACS1、Pp ACO1的转录水平,经Spd处理的桃果实多胺(Spd、Spm和Put)含量显著高于而乙烯释放量和乙烯与多胺比值(E/Spd和E/Spm)则在整个贮藏期间显著低于对照果实。这些结果说明,外源1 mmol/L Spd可直接诱导采后桃果实多胺代谢相关基因的表达以促进果实内源游离多胺的积累,从而反馈抑制果实乙烯合成相关基因的表达和内源乙烯的合成,最终延缓膜脂过氧化进程并维持较高果实品质。

果糖处理对冷藏雷竹笋品质和木质化的影响及其调控机制研究

从调控蔗糖代谢的角度分析了外源果糖处理减轻雷竹笋(Phyllostachys praecox f.Preveynalis)采后木质化败坏症状的机理。将雷竹笋分别用0(对照)、10、20、30或40 mmol/L的果糖溶液进行喷淋处理(20℃),随后置于4℃、相对湿度80%~90%条件下冷藏20 d,期间每隔5 d取样测定笋体木质化和品质参数、可溶性糖和尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量以及蔗糖代谢和苯丙烷类代谢途径相关基因的表达丰度。结果表明,20 mmol/L果糖处理较其他处理能更为显著地延缓雷竹笋冷藏期间硬度、失重率、笋体褐变度以及木质素和纤维素含量的上升,提高出汁率,维持品质和抗氧化活性,从而有效控制笋体冷藏期间木质化败坏症状的发展。20 mmol/L果糖处理可显著上调雷竹笋在冷藏期间蔗糖合成方向的基因表达量(PpSS2、PpSPS和PpSPP),促进蔗糖合成并减少UDPG的积累;同时,经果糖处理的雷竹笋中苯丙烷类代谢途径相关基因(PpPAL、Pp4CL、PpCAD、PpF5H、PpCCOMT和PpPOD)的表达丰度显著低于对照水平,并伴随着木质素合成量的显著下降。由此推测,果糖处理可通过调控雷竹笋蔗糖代谢途径的方式提高雷竹笋冷藏期间蔗糖合成量,减少木质素合成中间体UDPG的积累,从而竞争性抑制笋体以苯丙烷类代谢途径合成木质素,最终抑制笋体木质化的发生。

不同澄清工艺对柠檬果汁品质影响及柠檬苦素贮存期间降解速率预测模型建立

为优化柠檬NFC果汁的加工工艺,本研究比较了琼脂絮凝法、酶解-吸附联用法、酶解-絮凝联用法和冻融细胞破碎法对柠檬原果汁的澄清效果,并建立了柠檬原果汁及经不同澄清工艺处理获得的柠檬清汁贮存期间柠檬苦素降解模型。结果显示,四种澄清工艺均可明显提高柠檬果汁的透光度并维持品质;酶解-吸附联用法对柠檬原果汁的澄清效果要优于其它三种方法,但显著降低了清汁中总酚和抗坏血酸含量(P<0.05),该法最优参数为果胶酶添加量0.3%,纤维素酶添加量0.15%,酶解时间2 h,活性白土添加量为4%;经澄清处理的柠檬清汁样品在贮存期间柠檬苦素含量降解的速率常数(k)与Arrhenius数学模型的相关性高,且模型为一级反应动力学方程。经酶解-吸附联用法澄清处理的柠檬清汁中柠檬苦素降解反应活化能(Ea)显著(P<0.05)低于其余三种澄清处理法,说明该体系下柠檬苦素更易发生降解。因此,琼脂絮凝法、酶解-吸附联用法、酶解-絮凝联用法和冻融细胞法均可用于柠檬NFC原果汁的澄清,但在实际果汁生产中应考虑使用对功能性物质破坏小的方法。

冷榨柠檬籽油复合脱苦工艺优化及其理化特性和脂肪酸组成分析

为更好地开发和利用柠檬籽油资源,该试验对酶法-吸附联合工艺脱苦冷榨柠檬籽油的操作参数进行了优化,同时测定脱苦冷榨柠檬籽油的理化特性并比较其和市售常见食用植物油(菜籽油,花生油和玉米油)在脂肪酸组成上的差异。结果显示,酶法-吸附联合脱苦工艺较单一处理可显著降低冷榨柠檬籽油中类苦素物质含量和脱苦率,减少酸价、过氧化值和不溶性杂质含量,维持生育酚含量和碘价;二水平Plaktett-Burman试验筛选出影响柠檬籽油酶解-吸附复合脱苦法效率的主要因素有α-L-鼠李糖苷酶添加量、碱性白土用量、酶解时间和酶解温度;响应面优化该复合脱苦法参数得到:当α-L-鼠李糖苷酶添加量0.09%(质量分数),酶解温度46℃,酶解时间为4.1 h,碱性白土添加量为4.1%(质量分数)时,预测脱苦率有最大值(97.63±2.31)%。脱苦柠檬籽油中不饱和脂肪酸含量占比达到(87.37±0.13)%,且必需脂肪酸占比高于市售菜籽油或花生油,同时富含生育酚,体现了较高的功能性。同时,由主成分分析可知脱苦柠檬籽油中脂肪酸组成与市售菜籽油均较为接近,但相关性分析则发现脱苦柠檬籽油中不饱和脂肪酸与其余脂肪酸的相关度较高,说明该油脂不饱和度对油脂整体脂肪酸组成具有决定性影响,品质稳定性较差。该研究结果可为柠檬籽油的开发和实际生产提供可靠依据。

小蓟多糖—诺米林复合涂膜剂制备工艺的优化及对柠檬果实贮藏品质的影响

【目的】优化小蓟多糖—诺米林复合涂膜剂配方,评价该涂膜处理对柠檬果实冷藏期间腐烂病变及和品质劣变的抑制效果。【方法】在九因素三水平试验基础上,采用响应曲面法优化小蓟多糖—诺米林复合涂膜液的制备参数,并研究小蓟多糖—诺米林复合涂膜处理对柠檬鲜果生理代谢、冷藏品质及抗氧化活性的影响。【结果】当工艺参数为小蓟多糖64.65 g、诺米林1.90 g、小蓟多糖溶液与诺米林乳浊液配比2.01∶1时有最佳贮藏保鲜效果,经复合涂膜处理的柠檬果实在冷藏24 w后的预测腐烂率为6.07%、Vc含量为156.02μg/g、固酸比为1.15,柠檬苦素含量为268.80μg/g,各预测值与实测值的相对误差均在±3%内,表明建立的多元二次回归模型拟合度高;同时,经该复合涂膜处理的果实的腐烂率与咪鲜胺处理组相比无显著差异。经优化后的小蓟多糖—诺米林复合涂膜处理的柠檬果实与对照果实相比,其冷藏24 w期间果实丙二醛含量及相对电导率显著低于而总糖、抗氧化物质(总酚、总黄酮)含量及抗氧化能力等品质参数则显著高于对照水平,说明小蓟多糖—诺米林复合涂膜处理不仅可显著降低柠檬果实采后冷藏期间腐烂率,并能有效延缓果实衰老进程从而维持果实综合品质。【结论】小蓟多糖—诺米林复合涂膜剂可用作高效的柠檬果实绿色被膜保鲜剂,有助于减少化学杀菌剂的使用。

基于创新能力培养的教研协同人才培养体系的构建--以重庆三峡学院食品科学与工程专业为例

针对目前地方高校在食品专业人才培养过程中课堂教学和课外科研活动存在资源分配和管理上的矛盾,构建“一平台、两层面”科教活动融合体系,通过“科研五入”的方法将教学和科研统一到人才培养方案中,以期培养应用型本科人才的创新能力,促进毕业生综合素质的提高。

食品科学与工程专业科教融合式创新型人才培养模式的构建---以重庆三峡学院为例

针对目前地方高校在食品专业人才培养过程中课堂教学和课外科研活动存在资源分配和管理上的矛盾,构建“一平台、两层面”科教活动融合体系,通过“科研五入”的方法将教学和科研统一到学生的人才培养方案中,以期培养应用型本科人才的创新能力,促进毕业生综合素质的提高。

桃TGA家族鉴定及BABA诱导的抗病表达分析

以高度保守的BRLZ(PF07716)和DOG1(PF14144)结构域为种子序列,通过生物信息分析共鉴定得到15个桃TGA(TGACG motif-binding factor)家族基因,这些基因分布于桃的4条染色体上,其编码蛋白大小介于333~546 aa,分子量介于37.07~61.47 kD,等电点介于6.01~8.59,均定位于细胞核上。根据系统进化关系,拟南芥、大豆、番茄、水稻和桃的TGA家族分为5个亚族,其中桃TGA家族成员主要分布于第Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ亚族。对桃TGA家族成员启动子区域的顺式调控元件进行预测分析,其启动子区含有至少1个激素或逆境胁迫响应元件。经RNA-seq数据分析可知,β–氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)处理和匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)侵染能诱导桃TGA成员表达,其中PpTGA1-1在处理后12h内上调最为显著;显著表达的Pp TGA1-1通过与PpNPR1蛋白相互作用赋予PpNPR1蛋白DNA结合功能,启动一系列病程相关(pathogenesis-related,PR)基因的表达,从而诱导果实敏化(priming)抗性。桃TGA家族成员(尤其PpTGA1-1)可直接响应激发子诱导和病原菌侵染,并通过修饰PpNPR1蛋白从而在防卫反应中发挥重要调控作用。