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龙眼(Dimocarpus longan Lour.)是世界上一种著名的亚热带水果,在中国、泰国、越南、印度、澳大利亚和美国等一些热带亚热带地区均有种植。龙眼是中国南方一种重要的名优水果。自1990年以来,中国的龙眼产业快速扩张,是世界上最大的种植大国和生产大国,占世界耕地面积的73.6%,产量占到世界总产量的59.7%。由于龙眼果实成熟于夏季高温季节,易发生果肉自溶、果皮褐变和果实腐烂等品质劣变现象,而果皮褐变是影响龙眼果实货架期、降低果实食用品质和商品价值最重要因素之一。组织中活性氧的积累和活性氧清除能力的下降可能是引起植物采后衰老褐变的关键因素,提高其活性氧的清除能力和减少活性氧的积累可以延迟采后龙眼果实果皮褐变的发生。本文以福建省主栽品种“福眼”龙眼(Dimocarpus longan Lour.“Fuyan”)果实为材料,采用外源活性氧(过氧化氢)处理采后龙眼果实,从龙眼果实采后贮藏期间的品质变化、果皮活性氧代谢、呼吸代谢、能量代谢、膜脂代谢和酚类物质代谢等方面阐明活性氧对细胞膜结构完整性及酶和褐变底物在细胞中区室化功能破坏的关键作用,从而促进龙眼果皮褐变,阐明了活性氧在龙眼果皮褐变中的促进作用;同时采用外源活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理龙眼果实进一步证实龙眼果皮通过清除活性氧以维持细胞膜结构的完整性及膜系统区室化功能的关键作用,提出其控制采后龙眼果皮褐变的可能机理。主要的研究结果如下:1.活性氧(过氧化氢)对采后龙眼果实果皮褐变和膜系统区室化功能丧失的促进(1)活性氧(过氧化氢)处理对龙眼果实采后生理和品质的影响活性氧(过氧化氢)处理提高采后龙眼果实的呼吸强度,促进采后龙眼果实果皮细胞膜相对渗透率的增加,促进龙眼果肉总糖、蔗糖、维生素C等营养成分含量和龙眼果皮叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚含量的下降,促进龙眼果皮褐变和果肉自溶,加速龙眼果实腐烂,降低龙眼果实好果率。(2)活性氧(过氧化氢)处理对采后龙眼果实果皮褐变的促进及其与活性氧代谢的关系活性氧(过氧化氢)处理加速采后龙眼果实果皮O2·-产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛含量的上升,降低龙眼果实果皮活性氧相关清除酶(SOD、CAT和APX)的活性,同时加快抗氧化物质ASA、GSH、类黄酮与类胡萝卜素的降解,减弱了机体清除积累的自由基,促进了采后龙眼果实果皮活性氧的爆发,从而促进果皮褐变。(3)活性氧(过氧化氢)处理对采后龙眼果实果皮褐变的促进及其与呼吸代谢的关系活性氧(过氧化氢)处理加快采后龙眼果实果皮的呼吸末端氧化酶(CCO和AAO)活性和呼吸速率的上升,加快能荷值的下降,保持较低的NADK活性,加快了 NADP、NADPH的下降而使NADH含量和贮藏前期NAD的含量积累,加速电子传递,加速采后龙眼果实果皮褐变。(4)活性氧(过氧化氢)处理对采后龙眼果实果皮褐变的促进及其与能量代谢的关系活性氧(过氧化氢)处理促进龙眼果皮ATP含量、ADP含量和能荷的下降,降低了采后龙眼果实果皮Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase和H+-ATPase活性,加剧细胞膜内外离子失衡,加速细胞膜选择透性和细胞区室化功能的丧失,进一步促进果实的衰老,最终加速龙眼果皮的褐变。(5)活性氧(过氧化氢)处理对采后龙眼果实果皮褐变的促进及其与膜脂代谢的关系活性氧(过氧化氢)处理促进了细胞膜水解相关酶(LOX和脂酶)活性的上升,加速膜脂脂肪酸中不饱和脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)相对含量的下降,导致膜脂脂肪酸不饱和指数(IUFA)和脂肪酸不饱和度(U/S)的下降,从而加剧细胞膜完整性的破坏,导致膜系统区室化功能丧失,从而促进龙眼果皮褐变。(6)活性氧(过氧化氢)处理对采后龙眼果实果皮褐变的促进及其与酚类物质代谢的关系活性氧(过氧化氢)处理促进了与龙眼果皮有关酚类物质代谢关键酶--PPO和POD活性的提高,加速褐变底物酚类物质(总酚和类黄酮)的氧化,从而促进龙眼果皮褐变。2.活性氧清除剂对采后龙眼果实果皮褐变的控制及膜系统区室化功能的维持(1)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对龙眼果实采后生理和品质的影响活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理可有效降低采后龙眼果实呼吸强度,延缓果皮细胞膜相对渗透率的增加,保持较高的龙眼果肉总糖、蔗糖、维生素C等营养成分含量和龙眼果皮叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮和总酚含量,延迟龙眼果皮褐变,抑制龙眼果肉自溶,提高龙眼果实好果率。(2)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对采后龙眼果实果皮褐变的延缓及其与活性氧代谢的关系活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理可以抑制超氧自由基产生速率的上升,延缓膜脂过氧化产物MDA含量的增加,提高龙眼果皮活性氧清除酶(SOD、CAT、APX)活性和内源抗氧化物质(GSH、AsA和类胡萝卜素)含量,增强机体清除自由基的能力,减缓膜脂过氧化过程,减少膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)生成,从而延缓采后龙眼果实果皮的褐变。(3)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对采后龙眼果实果皮褐变的延缓及其与呼吸代谢的关系活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理抑制了采后龙眼果实果皮呼吸末端氧化酶(AAO、PPO、POD)的活性和贮藏前期CCO的活性,提高CAT活性,抑制呼吸强度的上升,延缓能荷水平的下降,保持较高的NADK的活性和NADP(H)含量,延缓NADH含量和贮藏前期NAD的含量的积累,使电子传递速度减慢,抑制采后龙眼果实果皮的褐变。(4)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对采后龙眼果实果皮褐变的延缓及其与能量代谢的关系活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理延缓龙眼果皮ATP含量、ADP含量和能荷的下降,提高采后龙眼果实果皮Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase、H+-ATPase活性,能抑制细胞内外离子失衡和细胞膜选择透性的丧失,延缓衰老,从而延缓采后龙眼果实果皮的褐变。(5)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对采后龙眼果实果皮褐变的延缓及其与膜脂代谢的关系活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理抑制采后龙眼果实果皮细胞膜水解酶相关酶(LOX和脂酶)活性的上升,延缓膜脂脂肪中不饱和脂肪酸相对含量的下降,减缓脂肪酸不饱和指数(IUFA)和脂肪酸不饱和度(U/S)的下降,从而有效地维持细胞膜完整性,维持细胞膜系统的区室化功能,从而延缓采后龙眼果实果皮的褐变。(6)活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理对采后龙眼果实果皮褐变的延缓及其与酚类物质代谢的关系活性氧清除剂(棓酸丙酯)处理降低了与龙眼果皮有关酚类物质代谢关键酶--PPO和POD活性的提高,减缓褐变底物酚类物质(总酚和类黄酮)的氧化,从而延缓龙眼果皮褐变。