梨果实发育软化与果胶多糖降解特性的关系

【目的】探讨细胞壁果胶多糖降解特性与梨果实质地软化和贮藏性的关系,进一步阐明果实软化机理,为果实品质的提高及贮藏技术的完善提供理论依据。【方法】以‘鸭梨’和‘京白梨’为试材,根据果实发育和后熟特性,分别在果实发育和后熟软化两个阶段进行定期采样,用质构仪分析比较两品种果实的质构参数变化特性,分别采用生化方法和琼脂糖凝胶色谱柱层析法分析‘鸭梨’和‘京白梨’果实发育软化过程中细胞壁果胶组分含量变化及其分子质量的分布特点,并测定果胶多糖降解相关酶活性的动态变化规律,以探讨贮藏性不同的梨果实果胶多糖降解特性的差异。【结果】发育期,‘鸭梨’果实共价结合果胶(CSP)和离子结合果胶(ISP)含量迅速增加,显著高于‘京白梨’,其水溶性果胶(WSP)含量缓慢增加且低于‘京白梨’,‘鸭梨’果实WSP和CSP均由低分子量组分向高分子量组分转变。贮藏期,‘鸭梨’果实CSP含量高且恒定,WSP含量缓慢增加,但均保持较高的分子质量;而‘京白梨’果实CSP含量迅速降低,WSP和ISP含量快速增加,各果胶显著地由高分子量组分向低分子量组分转变。‘鸭梨’果实WSP、CSP和ISP含量变化仅在发育期与硬度变化显著相关,而‘京白梨’果实果胶与硬度的显著相关性主要表现在贮藏阶段。果胶降解酶活性测定结果表明,两品种的差异主要表现在贮藏期,即在贮藏阶段‘京白梨’果实多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)和α-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-Af)的活性和增加速率均显著高于‘鸭梨’,其中β-Gal和α-Af活性在‘京白梨’果实采收后即迅速增加,PG和PME相对滞后,且β-Gal和α-Af活性变化与硬度和各果胶组分含量变化间的相关度均强于PME和PG,此时期‘鸭梨’果实仅α-Af活性与ISP含量变化的相关性显著。综上,‘鸭梨’和‘京白梨’果实的果胶降解特性差异显著,而且在果实软化的不同阶段表现不同,导致两品种果实具有不同的后熟软化和贮藏特性。【结论】耐贮性强的‘鸭梨’果实发育期表现明显的大分子果胶组分积累和随果实后熟软化降解缓慢的特性,不耐贮的‘京白梨’果实发育期积累的大分子量果胶组分随果实软化迅速降解成小分子量组分。其中,难溶性果胶CSP含量的高低及其分子质量的分布是衡量梨果实耐贮性的重要指标。β-Gal和α-Af更促进‘京白梨’果实软化。

嘎拉苹果果实质地发育软化与细胞壁降解及其基因表达的关系

以嘎拉苹果为试材,分析了果实发育软化过程细胞壁组分、细胞壁酶活性及其酶基因表达的变化。结果表明,发育期,细胞壁物质(CWM)及其组分均先升后降,果胶中共价结合果胶(CSP)含量最高,纤维素含量远高于半纤维素,此期CSP和纤维素含量与硬度显著相关,细胞壁酶表现不同的活性变化和基因表达,并与细胞壁组分存在一定相关性,表明细胞壁降解参与了果实发育期的相关生理过程。采后CSP含量快速降低,水溶性果胶(WSP)含量开始增加,纤维素和半纤维素含量降低,均与硬度显著或极显著相关;细胞壁酶中,β-Gal活性和基因表达量增幅最快,α-Af和PG次之,PME活性和基因表达的增加时期相对滞后,且β-Gal和α-Af活性与硬度和各细胞壁组分的相关性强于PG和PME,PG与CSP和半纤维素表现较强相关性,而在PME上的相关性最差,说明细胞壁代谢与嘎拉果实软化密切相关,β-Gal和α-Af可能对果实软化的作用更强。