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荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是我国南方特产名优水果,在国内和国际市场极具竞争力;但荔枝果实采后极易褐变和腐烂,限制其贮藏和运输,阻碍了荔枝产业发展。能量是维系生物体一切生命活动的基础,组织能量亏损加速园艺作物采后衰老和品质劣变;能量由呼吸作用产生,呼吸途径影响能量的生成效率,本论文从呼吸活性方面探讨采后荔枝衰老和品质劣变过程中能量亏损的机理,为荔枝贮藏保鲜提供理论依据。实验分析测定了短期厌氧处理和纯氧处理荔枝常温(25℃)贮藏期和无处理荔枝低温(1℃)贮藏一定时间后常温货架期的品质变化、组织能量水平,呼吸强度、无氧呼吸水平、细胞色素途径和交替氧化途径的比重;从荔枝果皮中克隆能量代谢相关基因并分析其在采后衰老和品质劣变过程中的表达。主要研究结果如下:
1.荔枝采后常温贮藏期内,短期厌氧处理和纯氧处理明显抑制了果皮褐变,延缓了细胞膜透性的增加,延缓了衰老;短期厌氧处理维持了比对照高的TSS含量,但TA含量比对照低,而纯氧处理的果实TSS和TA含量均比对照低。采后荔枝随着低温贮藏和常温货架时间的延长,果皮的褐变指数升高,果肉TA、TSS含量逐渐降低。
2.厌氧处理提高了组织能荷水平,而纯氧处理则提高了组织ATP含量;荔枝低温贮藏的时间越长,转至常温货架期间组织ATP含量越低。
3.处理的果实呼吸速率显著高于对照;与能荷水平变化趋势有一定正相关性;低温贮藏抑制了呼吸,但低温贮藏时间越长的转至常温货架期间呼吸强度越大,与能量水平有明显的正相关性;短期厌氧处理促进了无氧呼吸,纯氧处理则抑制无氧呼吸:随着低温贮藏和常温货架时间的延长,果肉积累的乙醛,乙醇含量逐渐增加。无氧呼吸与能量水平变化没有显著相关性。
4.纯氧处理提高了CP运行比例,提高了AP运行比例和AOX的基因表达量。而短期厌氧处理降低CP运行比例,提高了AP运行比例,但是对AOX基因的表达量无明显影响。冷藏时间越久,转至常温货架期的呼吸强度越大,但是细胞色素氧化途径对总呼吸的贡献越小,交替氧化呼吸途径对总呼吸的贡献越大,并且交替氧化酶基因表达量升高。AP运行比例和AOX基因的表达量与能量水平有一定负相关。
5.从荔枝果皮组织中克隆到一个解偶联蛋白基因全长序列,短期厌氧和纯氧处理降低了其表达量,冷藏后常温货架期内其表达量升高。
总结以上结果得到以下结论:荔枝果实采后能量水平与呼吸强度和呼吸途径密切相关,而衰老和品质劣变受能量水平调节,交替氧化途径的运行降低了能量的生成效率。AOX基因和PUMP基因表达参与了荔枝采后果皮组织的能量调控和果实品质调控。