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番荔枝(Annona squamosa L.)是一种果肉香甜、营养成分丰富的热带水果,但番荔枝果实在收获几天内会迅速软化、发生开裂,导致番荔枝果实的保质期和货架期大大缩短,严重制约其商业和经济价值。本论文以番荔枝果实软化与细胞壁多糖降解相关性为出发点,初步探究细胞壁多糖组分的结构特性;结合转录组学分析结果,筛选确定影响果实软化的细胞壁糖类代谢关键酶,并探究非酶促因素对细胞壁多糖降解的影响。最后,探究采后处理对番荔枝果实软化品质变化与细胞壁糖类代谢关键酶的相关性,为后续对番荔枝软化过程中细胞壁糖类代谢关键酶进行调控研究提供理论基础,对促进番荔枝在食品工业中的应用具有重要意义。首先,对番荔枝果实软化与细胞壁多糖降解相关性进行了研究。通过物理化学方法测定番荔枝软化过程中硬度、色泽、水分含量、维生素C(Vc)含量、可溶性固形物(TSS)含量、可滴定酸(TA)含量、水分分布、低场核磁共振成像等品质指标,结果表明,番荔枝成熟软化过程中,外观颜色由青绿色变为黄绿色最终变为褐色,果实的硬度、水分含量均逐渐下降,TSS含量基本保持不变,果实中结合水及自由水皆大量损失。通过不同溶剂提取分别得到水溶性果胶(WSP)、螯合剂溶性果胶(CSP)、碳酸钠溶性果胶(NSP)、氢氧化钾溶性组分(HC1和HC4)。通过高效液相色谱法(HPLC)分别测定不同贮藏时间番荔枝果实细胞壁多糖的分子量和单糖组成,结果表明,WSP、CSP和NSP在贮藏后期出现了小分子量多聚物,且高分子量聚合物的含量有下降趋势;HC1和HC4在贮藏期间由一个特征吸收峰变为四个特征吸收峰,小分子量聚合物逐渐被释放出来;WSP和CSP中主要单糖组成为葡萄糖和半乳糖醛酸,HC1和HC4中,葡萄糖相对含量极高;整个贮藏期间,五种多糖组分中甘露糖、鼠李糖的相对含量极低且波动微弱。利用SPSS 20.0软件进行相关性分析,证实了番荔枝果实软化与细胞壁多糖降解之间的相关性。其次,对番荔枝细胞壁多糖的五种组分进行结构表征,采用HPLC、高效阴离子交换色谱(HPAEC)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、动态流变仪、热重分析仪等手段,分析五种组分的结构特性。结果表明,CSP和NSP组分以及HC1和HC4组分的分子量分布主要呈现两个峰;NSP组分的得率最高;五种多糖组分中既含有α型糖苷键,又含有β型糖苷键。五种多糖组分的热解过程主要经历了3个阶段,其流变学特性均表现出假塑性流体行为。与番荔枝果实软化显著相关的细胞壁多糖组分WSP,其分子量在1902.589 k Da,主要由半乳糖醛酸组成且在RG-I果胶区域占优势;另一个与番荔枝果实软化显著相关的HC4组分,主要由葡萄糖组成,且半纤维素的线性或分支化程度较低。再次,结合转录组测序,对影响番荔枝果实软化的细胞壁糖类代谢关键酶进行筛选。通过化学方法测定多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、纤维素酶(Cx)、木聚糖酶(NEX)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)、β-葡萄糖苷酶(β-GC)和α-阿拉伯呋喃糖苷酶(α-L-Afa)活性,结果表明,在果实贮藏期间,PG活性不断增长,Cx、PME、NEX和β-Gal活性呈现上升后下降趋势,α-L-Afa酶活性变化趋势与之相反,β-GC活性基本保持不变。通过实时荧光定量PCR(RT-q PCR)测定PG、PME、Cx基因表达量,结果表明,Cx基因表达量先升高后降低且表达量较高。通过无参考基因组转录学分析可知,与对照组相比,软化模型组(6 d和12 d番荔枝果实)共获得过滤后的reads数22,363,262个、20,818,626个;过滤后的碱基数6.71 G、6.25 G;GC含量分别为47.95%和48.48%,差异表达基因分别有3168个和2897个,DEGs分别富集到107和86条通路,其中最主要的是淀粉和蔗糖代谢通路(ko00500)。结合番荔枝果实软化与细胞壁物质、细胞壁多糖组分、细胞壁糖类代谢酶之间的相关性分析结果,初步筛选确定番荔枝软化过程中细胞壁糖类代谢关键酶为纤维素酶。从次,对影响番荔枝果实软化的非酶促因素(p H值、自由基)及相关抗氧化物酶活性进行研究。利用p H计测定果实p H值,结果表明,番荔枝果实成熟后p H维持在4.2上下,呈现酸性。利用检测试剂盒对羟基自由基(·OH)含量、过氧化氢(H2O2)含量及其相关的抗氧化酶活性进行测定,结果表明,随着果实的成熟软化,番荔枝果实H2O2含量逐渐增加,·OH含量呈先下降后上升趋势,SOD和APX活性逐渐上升,而POD和CAT活性逐渐下降。相关性分析结果表明,果实硬度与H2O2含量呈极显著负相关(p<0.01)且相关系数较大,与MDA含量呈显著负相关(p<0.05),说明自由基H2O2参与了果实软化。H2O2含量与CWM含量呈极显著负相关(p<0.01)且相关系数最大;H2O2含量与细胞壁多糖WSP和HC4组分相关系数较大,说明自由基与细胞壁多糖降解特性相关但不明显。最后,分别对番荔枝果实进行1-MCP、壳聚糖和氯化钙处理,结合品质指标、果实营养、关键酶酶活和基因表达量的变化,明确采后处理对番荔枝果实软化品质变化与细胞壁糖类代谢关键酶之间的相关性。通过物理化学法测定采后不同处理番荔枝的成熟软化品质指标,结果表明,1-MCP处理组的番荔枝果皮颜色更清亮,果实硬度在贮藏期间下降缓慢。通过化学法和RT-q PCR法测定关键酶的活性和基因表达量发现,1-MCP处理组的Cx酶活性与其他处理组相比,Cx酶活性始终处于较低水平。通过HPLC和气相色谱-质谱(GC-MS)分别分析果糖、蔗糖、葡萄糖含量和挥发性风味物质,结果表明,番荔枝在贮藏期间,果糖和葡萄糖含量均呈现不断上升的趋势,(+)-柠檬烯是相对含量最高且最重要的挥发性风味物质之一。利用SPSS 20.0软件进行相关性分析,结果表明,1-MCP处理番荔枝果实其硬度与葡萄糖及果糖含量呈极显著负相关(p<0.01),相关系数较大;果实硬度与纤维素酶酶活及基因表达量呈负相关,相关系数较大。综上分析,1-MCP处理表现出更好的效果,是一种潜在延长采后番荔枝保质期的保鲜方式,该处理与细胞壁糖类代谢关键酶酶活及基因表达量之间存在较大的相关性。