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奉节脐橙(Citrus sinensis Osbeck)是一个优良的甜橙鲜食品种,在国内外市场享有较高声誉,是重庆市柑橘出口中唯一具有较强竞争优势的品种。但奉节脐橙果皮褐变发生较严重,主要症状为油胞破裂下陷、形成褐斑,极大地影响了果实的外观质量和商品价值。目前对脐橙果皮褐变的发生机制尚未进行深入研究,缺乏相应的控制措施,这已成为目前脐橙商品生产发展的关键制约因素。因此迫切需要开展对奉节脐橙果皮褐变的生理及分子机制研究。本研究以‘奉园72-1’脐橙为实验材料,果实采后分别采用清水、50 mg.kg-1 2,4-D+250 mg.L-1施保功、1%氯化钙+50 mg.kg-1 2,4-D+250 mg.L-1施保功、2%氯化钙+50 mg.kg-1 2,4-D+250 mg.L-1施保功、1%硝酸钙+50 mg.kg-1 2,4-D+250 mg.L-1施保功、2%硝酸钙+50 mg.kg-1 2,4-D+250 mg.L-1施保功等对果实进行10 min浸钙处理,晾干后用PE薄膜袋单果包装,置于20℃常温下贮藏,定期取样观察果实的褐变情况并测定生理指标,包括褐变指数、相对电导率、丙二醛含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、多酚氧化酶(PPO)活性。并对钙处理后对果实品质的影响进行了分析,定期测量了失重率、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量等。利用荧光定量PCR方法,检测了对照组和钙处理组CsCAB基因和它的两个靶蛋白基因CsGAD、CsATPase在果皮褐变进程中的表达水平的变化。获得的主要研究结果如下:①钙处理可有效降低果皮褐变指数。1% Ca(NO3)2处理组贮藏末期褐变指数比对照低20%,2% Ca(NO3)2处理组贮藏末期褐变指数比对照低15%。CaCl2处理效果优于Ca(NO3)2处理,1% CaCl2处理效果最好,贮藏110 d后褐变指数为25%,比对照降低了27.5%,降低果皮褐变指数能力为1% CaCl2>2% CaCl2>1% Ca(NO3)2>2% Ca(NO3)2。②钙处理显著降低了脐橙果实的相对电导率。随着贮藏时间的延长,对照组果实的相对电导率上升速率明显高于浸钙果实。结果显示,1% CaCl2处理效果最好,贮藏110 d后相对电导率比同期对照低13%,能显著抑制果皮相对电导率的升高。③与对照相比,各处理都能不同程度地减少丙二醛的积累。其中1% CaCl2、2% CaCl2处理效果最佳:在贮藏末期,1% CaCl2处理的果实丙二醛含量为9.35 nmol.g-1,比对照低6.32 nmol.g-1,2% CaCl2处理的果实丙二醛含量为10.16 nmol.g-1,比对照低5.51 nmol.g-1。1% Ca(NO3)2、2% Ca(NO3)2处理的样品中丙二醛含量分别比同期对照低23.4%和11.3%。④钙处理可以明显提高奉节脐橙果实贮藏过程中SOD的活性,其中以1% CaCl2处理的果实中SOD活性最高,110 d时比同期对照高120 U.g-1。贮藏期间,对照处理POD活性都低于钙处理,其中1% CaCl2处理前40 d活性最高,40 d以后处于缓慢下降,但还是显著高于对照组的POD活性。Sporgon+ 2,4-D、2% CaCl2、1% Ca(NO3)2和2% Ca(NO3)2处理在贮藏50 d后POD活性都趋于平缓,但都显著高于对照组活性。在贮藏40 d时,1% Ca(NO3)2、1% CaCl2、2% CaCl2、和Sporgon+ 2,4-D处理,都导致PPO活性下降,与对照组差异极显著,其中1% CaCl2处理的PPO活性值最低,比对照组中PPO活性低了77%,且与1% Ca(NO3)2、2% CaCl2和Sporgon+ 2,4-D处理相比,差异显著。贮藏的不同时期,1% CaCl2处理PPO活性都低于其他处理,也低于对照组。⑤钙处理果实贮藏期间,对品质无不良影响。贮藏20 d后,1% CaCl2处理组其失重率均显著小于对照组;1% CaCl2处理组的果实的可溶性固形物含量在第40 d达到高峰,其含量在20~110 d均显著高于对照;1% CaCl2处理组在30 d和50 d时,其可滴定酸的含量显著高于对照,到第110 d时,各处理与对照组基本一致;2% CaCl2处理后的果实的维生素C含量在20 d时达到高峰,50 d后,维生素C含量高于同期对照组,但不显著,110 d时,维生素C含量显著高于对照。另外在110 d时,各处理组含量均显著高于对照。⑥利用荧光定量PCR技术分析钙处理后褐变进程中的钙调蛋白基因CsCAB及其靶蛋白基因CsGAD和CsATPase表达情况,结果显示,1% CaCl2处理组中的CsCAB基因表达量显著高于对照组果实中的表达。贮藏末期100 d时,1% CaCl2处理组CsCAB基因的表达水平是对照组的3倍。CsGAD基因在1% CaCl2处理组表达水平有所波动,但都高于对照组,贮藏50 d时表达水平最高。随着贮藏时间的延长,对照组和钙处理组的CsATPase基因都出现下调表达。贮藏100 d后,1% CaCl2处理组中的CsATPase基因表达量最低。