柑橘是我国主要的鲜销水果,其外观色泽是刺激消费者购买欲的关键指标。在柑橘众多品种中存在一些果皮果肉成熟时间不同步的早熟品种,其绿皮色泽常降低其消费者接受性和商品价值。因此,商业上常采用乙烯对上述柑橘进行褪绿处理。虽然乙烯褪绿处理能一定程度的加快蜜橘果实转黄,但是与自然成熟果实相比,其褪绿后的色泽偏浅,光泽度和均一性都欠佳,市场接受度低。因此,需要寻求一种能安全、有效的改善乙烯褪绿蜜橘果实色泽的方法。基于此,本文以重庆本地产早熟蜜橘果实为试材,以外源LED光源(红光LED、蓝光LED)为处理手段,通过测定受试果实色泽和色素(叶绿素和类胡萝卜素)含量的变化,探讨以外源光照处理改善乙烯褪绿蜜橘果实着色效果的可行性及有效处理模式。并通过对有效处理组果实色素物质代谢通路、果皮质体结构变化、乙烯生物合成和信号转导途径相关指标变化的研究,阐明外源LED光源处理改善乙烯褪绿蜜橘果实色泽的机理。研究结果如下:(1)不同LED光源(450 nm蓝光和660 nm红光)、光照时间(5和10 h)和光照强度(150和300 lux)的光照处理对“乙烯褪绿蜜橘”果实着色都有积极的改善作用。相应地,其果实色泽指数、色差参数(L*、a*、b*、a*/b*和C*)和类胡萝卜素含量增加,H*值、叶绿素a,b及叶绿素a+b含量降低。其中,300 lux蓝光LED光源处理10 h的“乙烯褪绿蜜橘”果实褪绿速率快,色泽指数高,着色最佳。同时,该蓝光光照条件能维持“乙烯褪绿蜜橘”果皮组织结构完整性。(2)蓝光光照处理通过促进“乙烯褪绿蜜橘”果皮叶绿素(a,b)的降解和总类胡萝卜素、紫黄质、叶黄素、β-隐黄质、玉米黄质、游离脱落酸和结合脱落酸的积累,改善果实的外观色泽。同时,伴随着叶绿体结构大量瓦解,以及质体小球、无叶绿素膜和无规则灰色结构等有色体结构的出现,表明在转色过程中果皮叶绿体结构向有色体转变。另外,与单独乙烯处理相比,蓝光结合乙烯处理的果实中叶绿素代谢相关基因CitNYC、CitChlase、CitPao和CitRCCR表达量有一定程度的增加,而类胡萝卜素合成相关基因CitZDS、CitCRTISO、CitLCYb2、CitNCED1、CitNCED2、CitPSY1、CitLCYe和CitCHYB表达有不同程度的增加。但蓝光处理对贮藏不同时期蜜橘果实色素代谢相关基因的调控作用存在一定的差异,需要进一步研究的证实。表明蓝光光照处理通过对果皮质体转化的调控和在转录水平上对“乙烯褪绿蜜橘”果皮色素物质代谢的调控,达到增加“乙烯褪绿蜜橘”果实着色效果的目的。(3)利用实时定量PCR分析了蓝光光照处理的“乙烯褪绿蜜橘”果实乙烯生物合成和乙烯信号转导途径相关基因的表达。结果表明,乙烯生物合成和信号途径相关基因,包括CitACS1、CitACO、CitETR1、CitERS1、CitEIN2、CitEIL1和CitERF2对外源蓝光处理作出的不同程度的积累响应,调控了“乙烯褪绿蜜橘”对外源乙烯的敏感性,从而影响蓝光结合乙烯处理果实的转色。即蓝光可以通过提高“乙烯褪绿蜜橘”果实乙烯敏感性来改善受试柑橘果实的外观品质。综上所述,蓝光光照处理(300 lux 10 h)是改善“乙烯褪绿蜜橘”果实着色效果的最有效作用模式。它的作用机制主要是1)加速“乙烯褪绿蜜橘”果皮质体结构的变化;2)在转录水平上调控叶绿素和类胡萝卜素的代谢;3)通过增加“乙烯褪绿蜜橘”果实乙烯生物合成和信号转导相关基因的表达,增加果实对乙烯的敏感性。因此,蓝光对于提高“乙烯褪绿柑橘”果实的外观品质和商业价值具有潜在的应用前景。