梨采后黑皮病的发生机制、影响因素和调控措施研究进展

梨是全球大宗水果之一,产后大部分进入中长期贮藏,满足不同时间和空间的市场供应,因此采后贮运是梨果保质增值和产业健康发展的重要环节。然而,梨果采后果皮表面易发生黑皮病。作为一种生理性病害,黑皮病常出现在贮藏后期及出库后的货架期。因发病原因复杂,目前没有有效的保鲜措施,黑皮病成为梨果实采后贮运亟待解决的主要问题。文章阐述了近年来有关梨采后黑皮病发生的可能性机制,分析探讨了品种、产地、成熟度、贮藏环境等因素对梨采后黑皮病发生率的影响,同时从温度调控、气体调控、激素调控等方面总结了防控梨黑皮病发生的保鲜措施,并对今后梨果黑皮病的进一步研究提出了建议,以期为梨果采后贮运保鲜的理论研究和技术开发提供参考。

3个红梨品种在湖南的引种观察

对引入湖南省浏阳的3个红梨品种美人酥、红酥脆与满天红进行了生长结果习性、适应性以及果实品质的观察比较。结果表明,3个红梨品种在浏阳地区均能正常完成年生长周期,美人酥与满天红生长旺,坐果稳,盛果期树666.7 m 2产量1400 kg,红酥脆长势稍弱,产量1200 kg。3个红梨品种着色均不稳定,果皮锈斑较严重,对着色影响大,以满天红着色相对较好,美人酥次之,红酥脆较差。3个红梨品种均在9月中旬前后成熟,单果重300 g以上,肉质细,石细胞少。可溶性固形物含量13.0%~13.8%,可溶性糖含量9.05%~9.36%,均以美人酥含量最高,其次为满天红、红酥脆。总酸含量1.13~1.42 g/kg,以满天红最高,美人酥与红酥脆相近。综合分析认为,3个品种均不适宜在湖南地区大面积发展。

摘叶和喷施外源过氧化氢对库尔勒香梨粗皮果形成的影响

【目的】研究库尔勒香梨上可能诱导粗皮果形成的胁迫因子。【方法】基于分析库尔勒香梨粗皮果形成的基础上,对生长期的库尔勒香梨枝条采用50%程度地摘叶、外源喷施250 mmol/L的H_(2)O_(2)2种人为逆境处理,在成熟期统计处理枝条上粗皮果率,对不同处理的果实进行组织切片染色,检测生理指标。【结果】库尔勒香梨成熟期对照组的粗皮果比率为18.10%,H_(2)O_(2)喷施和摘叶处理的粗皮果率分别为51.93%、29.52%;3组果实中果皮中的木质素含量分别为3.4%、4.9%、3.9%,果肉中的木质素含量分别为1.5%、1.7%、2.0%,2个处理组均提高了库尔勒香梨的粗皮果率以及果实中的木质素含量。H_(2)O_(2)喷施后外果皮的丙二醛(MDA)和活性氧(H_(2)O_(2)和O-2)含量显著增加,分别为对照的1.7和2.9倍。与之相应,库尔勒香梨果皮可溶性糖、淀粉等渗透调节物质含量也显著增加,分别为对照的1.3和1.4倍。摘叶处理后库尔勒香梨果肉中可溶性糖、淀粉等渗透调节物质的含量也显著提高,分别为对照组果肉的1.2和2.0倍。【结论】2种人为逆境处理能有效提高粗皮果的比率,并且提高果实内部单位视野中的石细胞数量和木质素含量。其中H_(2)O_(2)喷施组主要对库尔勒香梨的果皮部分产生影响;摘叶组主要对库尔勒香梨的果肉部分产生影响。

库尔勒香梨粗皮果矿质元素和氨基酸的含量分析

【目的】研究比较库尔勒香梨粗皮果和正常果中矿物质元素和氨基酸的差异,分析库尔勒香梨粗皮病与矿物质元素和氨基酸的关系。【方法】以库尔勒地区15 a生的香梨树为材料,分别利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和超高效液相色谱-质谱联合分析(UHPLC-MRM-MS/MS)技术检测库尔勒香梨正常果和粗皮果果实中的矿物质元素和氨基酸的种类和含量,运用主成分分析法对其分析。【结果】库尔勒香梨不同类型果实中共检测出14种矿质元素和23种氨基酸,其中10种矿物质元素和19种氨基酸在不同类型果实中差异性积累。10个差异矿物质元素里除了硼(B)和硅(Si),其余8个元素(钠(Na)、镁(Mg)、磷(P)、钾(k)、钙(Ca)、锰(Mn)、铜(Cu))在正常果中含量明显高于粗皮果,矿物质在不同类型果实中的差异倍数为0.70~3.17倍。而19种差异氨基酸在香梨粗皮果中的含量显著高于正常果实,氨基酸在不同类型果实的差异倍数为1.11~6.61倍。在不同类型果实矿质元素中提取2个主成分,其中主成分1(PC_(1))中Ca、K、Na等元素的分数较高,主成分2(PC_(2))中Se、Cu、B等元素的分数较高,PC_(1)和PC_(2)中综合得分较高的元素为钙Ca、Mn、K等元素;针对不同类型果实种23种氨基酸进行主成分分析共提取2个主成分,其中PC_(1)中4-羟脯氨酸(4-Hyp)、鸟氨酸(Orn)、组氨酸(His)等的分数较高,PC_(2)中丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、3-甲基-组氨酸(3-MeHis)等得分数较高,在PC_(1)和PC_(2)中苏氨酸(Thr)、丙氨酸(Ala)、4-Hyp等氨基酸的综合得分较高。【结论】库尔勒香梨不同类型果实中矿物质元素和氨基酸含量具有显著差异,矿物质元素中的Ca、Mn、K和氨基酸中的Thr、Ala、4-Hyp综合的分数较高,其含量的差异可能是导致两种果实差异的原因。

梨果皮色泽变异品种(系)的AFLP与SRAP标记鉴定

为揭示梨果皮色泽变异品种(系)与原始品种的遗传差异,利用AFLP和SRAP标记对3组果皮色泽的变异品种(系)进行了鉴别。54对AFLP引物共检测1 089个位点,其中多态性条带数为688,多态性比率为63.2%;20对SRAP引物可检测210个位点,其中多态性条带为76条,多态性比率为36.2%。分析结果表明,7对AFLP引物、3对SRAP引物可区分南果与其红色变异系;3对AFLP引物、1对SRAP引物可区分考密斯、红考密斯、早红考密斯与其绿色变异系;所检测的引物均无法区分红安久及其绿色变异系。综合AFLP与SRAP标记的检测结果,获得4个品种(系)的特征谱带,SRAP引物em11/me5可区分除红安久及其变异系以外的所有供试材料,可应用于各品种(系)的分子鉴别。

1-MCP处理对八月红梨生理病害及贮藏质量的影响

以八月红梨果实为试材,研究了1-MCP处理后冷藏条件下对果实黑皮病、褐心病、PPO(多酚氧化酶)活性、POD(过氧化物酶)活性、呼吸强度、果肉硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量的影响。结果表明,1-MCP处理能完全抑制梨果实黑皮病的发生,显著地降低了果心褐变症状;降低了PPO活性,提高了POD活性;明显地抑制了果实的呼吸强度并延缓了果实呼吸高峰的出现;既保证果实硬度,又推迟果实后熟期与衰老期,延长其贮藏期及货架寿命。

过氧化氢处理对采后‘黄冠’梨果皮褐变及果实品质的影响

‘黄冠’梨低温贮藏过程中果皮褐变严重,为解决果皮褐变问题,开发控制果皮褐变的新技术,本研究分别采用3、20 mmol/L的过氧化氢(H2O2)水溶液浸泡处理‘黄冠’梨,探讨H2O2预处理对梨果皮细胞抗氧化防护体系、低温贮藏期间果皮褐变、果实品质的影响。结果表明,与对照组(未经H2O2处理)相比,20 mmol/L的H2O2显著降低了‘黄冠’梨果皮褐变率及褐变指数,抑制了多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)的活性和果皮酚类物质尤其是单体绿原酸、儿茶素和熊果苷的消耗,不同程度地提高了过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活力以及果皮自由基清除能力,降低了丙二醛积累,有效地增强了果皮抗氧化防护能力,并且能够使果实在低温贮藏后的货架期间保持较高的硬度、可滴定酸含量、糖酸比及总可溶性固形物含量,食用感官综合品质在低温贮藏和货架期间均优于对照组。研究表明,采后‘黄冠’梨经H2O2预处理,可以诱导性地增强果皮抗氧化酶活性,抑制PPO酶活性和酚类物质消耗而减少低温贮藏过程中果皮褐变的发生。

抗氧剂及单果包装处理控制苹果梨的黑皮病

苹果梨采后用４种抗氧化剂及５种类型单果包装处理控制黑皮病的研究结果表明：４种抗氧化剂均可明显降低黑皮率及表皮褐变度，使用浓度越高，效果就越好，其中以亚硫酸氢钠效果最好，乙氧基喹次之；５种类型单果包装均能显著减少黑皮率及表皮褐变度，其中以薄膜袋＋发泡网袋效果最好，包果纸＋发泡网袋次之；药物及单果包装配合处理可使处理的效果叠加。

不同红梨品种果皮中花色素苷组分及含量特征分析

为了探讨不同红梨品种果皮中花色素苷组分及含量特征,采用高效液相色谱法对37个红梨品种成熟期梨果皮中花色素苷组分及含量进行测定,并进行差异显著性和主成分分析。结果表明:成熟期梨红色果皮中花色素苷主要由矢车菊素-3-半乳糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-阿拉伯糖苷、芍药素-3-半乳糖苷和芍药素-3-葡萄糖苷组成。其中矢车菊素-3-半乳糖苷含量最高,占花色素苷总量的66.37%,矢车菊素-3-葡萄糖苷和芍药素-3-半乳糖苷分别占总花色素苷的11.43%和9.70%,而矢车菊素-3-阿拉伯糖苷与芍药素-3-葡萄糖苷的含量较少。西洋梨、白梨、秋子梨中以矢车菊素-3-半乳糖苷和芍药素-3-半乳糖苷为主,分别占花色素苷总量的72.72%和16.04%;而砂梨主要以矢车菊素-3-半乳糖苷和矢车菊素-3-葡萄糖苷为主,分别占花色素苷总量的59.66%和22.08%。结论:矢车菊素-3-半乳糖苷是梨花色素苷的最主要成分。不同栽培种的红梨花色素苷组分存在差异。通过综合评价,筛选出优异红皮梨品种,如秋子梨的‘官红宵’,白梨的‘洋红宵’,砂梨的‘弥渡玉梨’‘弥渡红梨’和‘丽江甜中古’,以及杂交品种‘八月红’‘红香酥’等。

不同时期套袋对鄂梨2号果实品质的影响

分别于谢花后20、30、40、50、60d对鄂梨2号[中香×(伏梨×启发),Pyrus pyrifolia Nskai.cv.Eli No.2)]进行套袋处理,结果表明,套袋时期越早,果皮越厚,果面亮度值越高,L值越大,同时果点覆盖值越小,单位面积果点数越少,果面越光洁,外观越漂亮。套袋时期越早,果实平均单果质量有降低的趋势,果实可溶性固形物含量(SSC)、可滴定酸(TA)、可溶性糖(SS)含量降低,风味变淡;同时果实SSC/TA、SS/TA、果肉硬度有增加的趋势。各时期处理果实维生素C含量差异不显著。综合评价得出,鄂梨2号最适宜的套袋时期为谢花后30～40d。

翠冠与玉冠梨果实发育过程中色素、糖、酸累积特性研究

为进一步明确不同皮色梨品种果实色素、内在品质成分的变化特性,以褐皮梨新品系玉冠与绿皮梨品种翠冠为试材,测定了果实发育进程中纵横径、果皮与果肉色素含量的动态变化,以及在成熟至采收期间,可滴定酸、可溶性固形物、糖含量的变化特性。结果显示,2品种果实发育均呈"S"型曲线动态变化,果皮与果肉总叶绿素与类胡萝卜素含量及在测定期间的动态变化规律亦无显著差异。在成熟前14d至采收,果实生长趋缓,糖、酸含量急剧变化,2品种表现出各自特点,生产上应针对不同品种的内在品质形成特性,适期采收。

1-MCP对八月红梨防褐保鲜的效应

通过测定1-甲基环丙烯(1-MCP)处理的八月红梨果实不同部位酚类物质含量、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、脂肪氧合酶(LOX)活性和膜透性,果实常温呼吸强度和乙烯释放速率,以及果实品质和品味,研究1-MCP对八月红梨的防褐保鲜效应。结果表明:1.0μl/L 1-MCP处理可使果实保持较高的硬度、可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量,明显降低果实的呼吸强度和乙烯释放速率;1-MCP处理的果实酚类物质含量、相对电导率和LOX活性均低于对照,但PPO、POD活性均高于对照;1-MCP能完全抑制八月红梨果实黑皮病的发生,显著降低果心褐变率,推迟果实的后熟和衰老,延长贮藏和货架期。结果还表明:酚类物质含量和POD活性均为果皮大于果心、果肉;PPO活性为果皮、果心大于果肉,果心褐变时间较果皮早,褐变程度较果皮重;八月红梨组织褐变是果实衰老造成的,组织褐变与酚类物质含量呈显著正相关,与PPO活性变化无显著相关。

红皮梨着色与花青苷合成研究进展

红皮梨资源非常丰富,包括砂梨、秋子梨、新疆梨、白梨和西洋梨在内的世界梨主栽种类,具有很高的商业价值。综述了红皮梨果实着色与其花青苷合成研究所取得的进展。重点介绍了红皮梨着色过程中色素种类及其变化、花青苷的组分、花青苷在果皮组织中的分布、花青苷的合成途径以及相关酶活性的变化,同时还介绍了与花青苷合成有关的结构基因、调节基因和转录因子等研究进展,并从内因和外因两方面阐述了花青苷代谢与红皮梨着色的关系,为今后研发红皮梨优质高效栽培技术、培育色泽鲜艳的红皮梨新品种奠定理论基础。

红皮梨研究进展

果皮色泽是果实重要的外观品质性状,红皮梨颜色鲜艳喜人,受到育种者和消费者的青睐,具有较高的商品价值。综述了国内外红皮梨种质资源和新品种选育情况、红皮梨着色特点、红皮梨花青苷主要组分及分布,总结了花青苷生物合成过程中结构基因与调节基因的作用机制、影响红皮梨花青苷积累的因素,以及红皮梨遗传图谱构建及红皮性状定位方面的研究进展。分析了国内外红皮梨研究方面存在的问题,提出了红皮梨下一步的研究重点和种质创新与新品种选育的方向。

红皮梨资源及红色发育分子机制的研究

综述了我国红皮的种质资源的收集、利用和研究现状,并对红皮梨红色发育的分子机制研究进行阐述。

不同栽培区域和年份的红皮砂梨果皮着色特性

该研究以红皮砂梨品种‘八月红’和‘红香酥’为试材,比较了不同栽培地区和年份的红皮砂梨着色规律、花色素苷组分及含量,以及相关代谢酶的变化。结果显示:(1)‘八月红’和‘红香酥’果皮花色素苷含量变化规律由其品种特性决定,同一品种的果皮花色素苷绝对含量受不同栽培区域和年份的影响,其组成和含量变化趋势不受影响;但不同品种的花色素苷含量变化以及着色规律有所不同。(2)红色砂梨果皮着色主要与矢车菊-3-半乳糖苷含量变化一致,且随着梨果实的发育和着色加深,果实中UDP-葡萄糖:类黄酮-3-O葡萄糖苷转移酶(UFGT)、二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)活性呈上升趋势,而苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性随着果实发育而下降。(3)相关性分析表明,两品种梨果实花色苷含量与其UFGT、DFR活性呈显著或极显著正相关关系,而与PAL活性相关性不一致。研究表明,梨果皮中的UFGT、DFR是影响红皮砂梨着色的重要酶。

红色砂梨2个品种着色过程中的外观变化及其解剖学结构观察

以红色砂梨(Pyrus pyrifolia Nakai)品种美人酥和云红梨1号为试材,以套袋处理(果袋类型、去袋方式和去袋时间组合成10个不同的套袋处理)为手段研究了果实着色过程中外观和解剖结构的变化。结果表明,红色砂梨的着色需要有高强度的光照。生长过程中套有不透光袋的果实临近成熟时,只有完全曝光才能大量合成花青苷,而且在很短的时间内(大约2周)果实着色面积、着色程度即可优于对照(不套袋处理)。红色砂梨着色是从果实向阳的一侧先开始,且以果点为中心呈放射状向四周扩展,至采收时果实阳面红色能够均匀分布,但整个果面色泽很难一致。解剖结构分析表明果面呈红色是因为果皮中紧邻表皮层的3～4层细胞存在红色细胞(含有花青苷),在果实着色过程中这些红色细胞数目不断增多,同时细胞内色素浓度不断增大。云红梨1号合成花青苷的能力明显优于美人酥,果实着色更鲜艳。解剖学观察发现云红梨1号的表皮细胞层也含有红色细胞。

不同贮藏方式对梨果皮组织结构的影响

【目的】探讨‘库尔勒香梨’和‘新梨七号’果实采后贮藏5个月果皮组织结构变化。【方法】以‘库尔勒香梨’‘新梨七号’为研究对象,在室内、果窖、冷库、冰箱、冰柜贮藏条件下存放5个月,应用组织切片技术分析果皮组织结构的变化。【结果】‘库尔勒香梨’‘新梨七号’果皮组织结构由蜡质层、角质层、表皮细胞、亚表皮细胞构成,‘新梨七号’较‘库尔勒香梨’细胞排列紧密,细胞间隙小,表皮细胞和亚表皮细胞横径大,蜡质层厚,表现耐贮藏;‘新梨七号’亚表皮有2~3层细胞,‘库尔勒香梨’亚表皮有3~4层细胞,‘库尔勒香梨’果皮厚度显著大于‘新梨七号’。不同贮藏方式贮藏5个月后‘库尔勒香梨’‘新梨7号’果实的角质层、蜡质层、果皮厚度和表皮细胞、亚表皮层大小存在显著或极显著的差异。室内贮藏‘库尔勒香梨’和‘新梨7号’的果皮蜡质层、角质层增厚,显著高于其他处理,表皮细胞横径和亚表皮细胞横径显著变薄。室内、果窖和低温贮藏果皮组织结构差异明显。‘新梨七号’蜡质层、角质层、果皮厚度均小于‘库尔勒香梨’。【结论】不同贮藏方式下,‘库尔勒香梨’和‘新梨七号’的果皮组织结构差异明显;蜡质层、角质层和亚表皮细胞横径变化显著;‘新梨七号’耐贮藏。

脱落酸处理对采后‘黄冠’梨品质及果皮褐变的影响

为解决‘黄冠’梨采后低温储藏过程中果皮褐变的问题,开发控制果皮褐变的稳定的、简单易行的新技术,采用5μg/L的脱落酸(ABA)浸泡处理‘黄冠’梨,探讨采后ABA预处理对梨果皮细胞抗氧化防护体系、低温贮藏期间果皮褐变、果实品质的影响。结果表明,与对照(未经ABA处理)相比,ABA预处理显著降低了‘黄冠’梨果皮褐变率、抑制了果皮酚类物质尤其是单体儿茶素的消耗和PPO酶的活性,不同程度地提高了POD酶、APX酶以及果皮自由基清除能力,降低了MDA含量,能够保持较高的果实硬度、可滴定酸、糖酸比、可溶性固形物含量,并且食用感官综合品质在储藏和货架期间均优于对照。研究表明,采后‘黄冠’梨经ABA预处理,可以诱导性地增强果皮抗氧化防护体系,抑制PPO酶活和酚类物质消耗而降低低温储藏过程中果皮褐变的发生。

基于非靶向代谢组学的茄梨和红茄梨成熟期果皮代谢产物的差异分析

为了探究西洋梨品种茄梨及其红色芽变红茄梨成熟期果皮代谢产物差异,采用超高效液相色谱-质谱联用技术,对茄梨和红茄梨成熟期果皮进行非靶向代谢组学研究。通过主成分分析和正交偏最小二乘判别分析,构建了多变量统计分析模型,结合模型和变量重要性投影与最大差异倍数值,基于精确质量数、二级碎片以及同位素分布,使用PMDB(Plant Metabolome Database)数据库进行定性,筛选并鉴定出茄梨和红茄梨果皮中显著性变化(P<0.05,VIP(variable importance in project)≥1)的差异代谢物有83种,主要包括酚酸类、黄酮类和氨基酸类物质,涉及类黄酮代谢、氨基酸代谢、苯丙烷类代谢等代谢途径,其中53种物质含量上调,30种物质表达下调。通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库进一步对差异代谢物质进行通路富集分析,差异代谢物主要分布在20条代谢途径中,P<0.05的代谢途径有6条,分别是类黄酮生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成、苯丙烷生物合成、丁酸酯代谢、苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢。这些差异代谢物的变化可能是导致茄梨和红茄梨果皮色泽不同的原因。该研究从植物代谢组学角度初步揭示了茄梨和红茄梨成熟期果皮的代谢产物差异性。