低压静电场与UV-C处理对采后马铃薯块茎愈伤效果的影响

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我国是马铃薯生产、出口和消费的第一大国,种植面积和产量均稳居世界首位。但马铃薯块茎在田间采收、交通运输、市场流通等过程中薯皮易受到如切伤、擦伤和碰伤等机械损伤,块茎表面的机械创伤不但会加速水分蒸腾作用,同时也为病原菌的侵染提供了通道,从而造成采后马铃薯病害的发生,间接造成重大的经济损失。虽然马铃薯块茎可在损伤部位自然形成愈伤组织,来有效抑制块茎的水分蒸腾并增强抵抗外力破坏的能力,但自然愈伤所需时间较长,并且在实际生产活动中,通常在块茎损伤伤口未完全愈合的条件下就将马铃薯块茎入贮或上市流通,进而导致贮藏期腐烂现象的发生。目前已有一些化学处理如水杨酸、脱落酸、苯并噻重氮等被报道可以促进采后马铃薯块茎的愈伤,但化学处理易残留,因此开发绿色、快速的马铃薯愈伤技术对于促进采后马铃薯愈伤效果、提高其贮藏品质具有重要意义。本论文以马铃薯为实验对象,研究低压静电场处理及短波紫外线(Ultraviolet-C,UV-C)处理对采后马铃薯块茎愈伤效果的影响,以期为采后马铃薯块茎的快速愈伤提供方法和理论依据。主要结果如下:1、低压静电场(Low voltage electrostatic field,LVEF)处理对采后马铃薯块茎愈伤效果的影响:本试验以“冀张薯12号”马铃薯为实验材料,人工模拟机械损伤后,立即置于有低压静电场和无低压静电场的常温、避光条件下进行愈伤,通过测定块茎愈伤期间的失重率、损伤伤口处硬度、褐变度、呼吸强度、苯丙烷代谢关键酶活性和代谢产物含量的变化,以及分析低压静电场处理对过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性和H2O2含量的影响来评价愈伤效果。结果发现:在愈伤期间,LVEF处理能够有效减少损伤块茎的重量损失,有效促进采后马铃薯块茎愈伤组织中聚酚软木脂(Suberin poly phenolic,SPP)、聚脂软木脂(Suberin poly aliphatic,SPA)和木质素的积累,显著促进损伤部位褐变度值和硬度的增加,显著提高愈伤组织中PAL活性,能够促使总酚、类黄酮和木质素含量的增加。此外,LVEF处理能够增加块茎伤口处的PPO、POD活性和H2O2含量。结果显示,低压静电场处理能够促进采后马铃薯块茎的愈伤。2、UV-C处理对采后马铃薯块茎愈伤效果的影响:本试验以“玉田806号”马铃薯为实验材料,人工模拟机械损伤后,置于常温、避光的条件下进行愈伤,愈伤24 h后分别给予损伤表面0 k J/m~2、0.1 k J/m~2、0.3 k J/m~2、0.5 k J/m~24个不同剂量的UV-C照射,通过测定一系列与愈伤相关的指标来评价愈伤效果。结果发现:0.1 k J/m~2、0.3 k J/m~2和0.5 k J/m~2三种低剂量的短波紫外线处理均能促进采后马铃薯块茎损伤组织中SPP、SPA和木质素细胞层厚度的积累,提高损伤块茎伤口处组织中的PAL、PPO、POD的活性,促进总酚、类黄酮和木质素的合成,提高伤口处组织表面的硬度值和H2O2含量,显著降低采后马铃薯块茎在愈伤期间的失重率。然而,0.3 k J/m~2和0.5 k J/m~2两个剂量处理组会导致部分块茎的霉变现象,造成一定的损耗,而0.1k J/m~2剂量处理组无此现象,为最优处理。3、低压静电场协同UV-C处理对采后马铃薯愈伤效果影响:本试验以“荷兰7号”马铃薯为实验材料,将人工损伤后的块茎,分别进行低压静电场处理、0.1 k J/m~2的UV-C照射处理和两者的协同处理,于常温、避光条件下进行愈伤,通过测定一系列与愈伤相关的指标来评价愈伤效果。结果发现:LVEF处理、UV-C 0.1 k J/m~2处理和协同处理均能不同程度地提高损伤块茎伤口处组织中SPP、SPA和木质素细胞层的积累量,提高PAL、PPO、POD酶的活性,增加总酚、类黄酮、木质素和H2O2的含量,提高伤口处组织表面的硬度值、褐变度值和呼吸强度,显著减少采后马铃薯块茎在愈伤期间的失重率,其中,在愈伤前期,UV-C 0.1 k J/m~2处理优于LVEF处理,在愈伤后期,LVEF处理优于UV-C 0.1 k J/m~2处理,协同处理综合了两者,得到了最佳效果。
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