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我国苹果面积和产量均居世界首位,但我国品种结构比较单一,主要是以晚熟苹果为主。近年来,随着我国品种结构的调整,早、中熟苹果品种的种植比例不断增加。河北农业大学选育出的早熟苹果新品系XU2-5,具有成熟期早、着色快、色泽艳丽、市场售价高等优点,但仍然存在果实易软化、货架期短等问题,因此探究早熟苹果成熟过程中着色、软化特性以及采后贮藏特性,了解其变化规律,对于早熟苹果的生产和选育具有十分重要的意义。本研究以XU2-5、藤木1号为试材,测定了果实成熟过程中的乙烯释放速率、果实硬度、花青苷含量、酶活性、基因表达等的变化,并研究了水杨酸处理对采后果实硬度等指标的影响,初步探讨了早熟苹果成熟过程中的着色、软化机理。主要研究结果如下:
1.试验中2个品种(系)的果实硬度在成熟过程中不断下降,但XU2-5在采样期间硬度下降速率比较平稳、幅度较小。藤木1号的果实硬度下降较为明显,下降了47.84%。各品种(系)的可滴定酸含量随着果实的成熟不断降低,但降低幅度不同,藤木1号和XU2-5分别下降了47.54%和33.92%。不同品系的果实中酸组分也存在差异,XU2-5的柠檬酸含量最低。解袋后2个品种的果实着色面积均不断增加,解袋2d内XU2-5着色面积高达18.75%,显著高于藤木1号。
2.果实发育过程中,2个品种(系)均有乙烯跃变的发生,但发生的时间不同,藤木1号发生在盛花后95d,而XU2-5发生在盛花后100d,藤木1号的乙烯释放速率高于XU2-5。
3.测定了解袋后XU2-5和藤木1号着色面积、花青苷含量、色泽参数、基因表达等指标的变化,结果显示,XU2-5的着色速率、花青苷含量均大于藤木1号,2个品种(系)间存在差异;2个品种(系)的L*和b*均不断降低,a*不断升高;2个品种(系)的MdUFGT、MdF3H、MdDFR、MdANS和MdMYB10的基因表达量存在差异,XU2-5的MdUFGT、MdANS和MdFH基因的表达强度最高峰均出现在解袋后的第4d,此时,XU2-5的MdUFGT、MdANS基因表达量分别为藤木1号基因表达量的5倍、4倍。藤木1号的MdMYB10基因表达量低于XU2-5,且在解袋后第4d,XU2-5的基因表达量是藤木1号的1.8倍。
4.测定了果实成熟过程中PG、PE、LOX酶活性和相关基因表达的变化,结果表明,XU2-5和藤木1号的PG、PE、LOX酶活性变化趋势基本相似,藤木1号的PG和LOX酶活性大于XU2-5,2个品种(系)的果实硬度变化与PG酶活性变化呈显著负相关;2个品种(系)间的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS基因表达量存在差异,2个品种MdPG和MdLOX基因的表达量均有高峰出现,但时间不同。XU2-5和藤木1号的PG基因高峰分别出现在盛花后95d和100d,MdLOX基因的表达量高峰分别出现在盛花后85d和100d。盛花后80d至盛花后100d,藤木1号的MdACS基因表达量均高于XU2-5。而MdXET基因的表达量二者差异较小。
5.测定了XU2-5在贮藏期间乙烯释放速率、果实硬度、酶活性和基因表达的变化,结果表明,与对照相比,采前喷施0.2mmol/LSA和采后0.3g/L SA处理均延缓了果实硬度的下降;抑制了PG、LOX酶活性的上升;采前喷施水杨酸和采后水杨酸处理果实的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS和MdXET基因表达量均低于对照。
1.试验中2个品种(系)的果实硬度在成熟过程中不断下降,但XU2-5在采样期间硬度下降速率比较平稳、幅度较小。藤木1号的果实硬度下降较为明显,下降了47.84%。各品种(系)的可滴定酸含量随着果实的成熟不断降低,但降低幅度不同,藤木1号和XU2-5分别下降了47.54%和33.92%。不同品系的果实中酸组分也存在差异,XU2-5的柠檬酸含量最低。解袋后2个品种的果实着色面积均不断增加,解袋2d内XU2-5着色面积高达18.75%,显著高于藤木1号。
2.果实发育过程中,2个品种(系)均有乙烯跃变的发生,但发生的时间不同,藤木1号发生在盛花后95d,而XU2-5发生在盛花后100d,藤木1号的乙烯释放速率高于XU2-5。
3.测定了解袋后XU2-5和藤木1号着色面积、花青苷含量、色泽参数、基因表达等指标的变化,结果显示,XU2-5的着色速率、花青苷含量均大于藤木1号,2个品种(系)间存在差异;2个品种(系)的L*和b*均不断降低,a*不断升高;2个品种(系)的MdUFGT、MdF3H、MdDFR、MdANS和MdMYB10的基因表达量存在差异,XU2-5的MdUFGT、MdANS和MdFH基因的表达强度最高峰均出现在解袋后的第4d,此时,XU2-5的MdUFGT、MdANS基因表达量分别为藤木1号基因表达量的5倍、4倍。藤木1号的MdMYB10基因表达量低于XU2-5,且在解袋后第4d,XU2-5的基因表达量是藤木1号的1.8倍。
4.测定了果实成熟过程中PG、PE、LOX酶活性和相关基因表达的变化,结果表明,XU2-5和藤木1号的PG、PE、LOX酶活性变化趋势基本相似,藤木1号的PG和LOX酶活性大于XU2-5,2个品种(系)的果实硬度变化与PG酶活性变化呈显著负相关;2个品种(系)间的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS基因表达量存在差异,2个品种MdPG和MdLOX基因的表达量均有高峰出现,但时间不同。XU2-5和藤木1号的PG基因高峰分别出现在盛花后95d和100d,MdLOX基因的表达量高峰分别出现在盛花后85d和100d。盛花后80d至盛花后100d,藤木1号的MdACS基因表达量均高于XU2-5。而MdXET基因的表达量二者差异较小。
5.测定了XU2-5在贮藏期间乙烯释放速率、果实硬度、酶活性和基因表达的变化,结果表明,与对照相比,采前喷施0.2mmol/LSA和采后0.3g/L SA处理均延缓了果实硬度的下降;抑制了PG、LOX酶活性的上升;采前喷施水杨酸和采后水杨酸处理果实的MdPG、MdPE、MdLOX、MdACS和MdXET基因表达量均低于对照。