苹果和桃果实内一氧化氮代谢及其对香气合成的影响

论文摘要

一氧化氮（NO）是一种重要的信号分子,能参与多种植物生理过程。为揭示果实中内源NO的代谢机制及其与香气合成的关系,我们主要展开了以下几方面的研究:1.以金冠和富士苹果为试材,考察了果实生长发育期间内源NO的合成和清除途径。结果发现,内源NO的产生速率、L-精氨酸的含量、亚硝酸盐含量以及依赖于L-精氨酸的一氧化氮合酶（NOS）活性均在幼果中达最高值。果实中亚硝基硫醇（RSNOs）含量随果实发育达到高峰,此后下降。而硝酸盐含量在果实生长初期呈上升趋势,后期波动较大。苹果果实内源NO的产生主要通过NOS途径,而非NR途径。代谢产物RSNOs和亚硝酸盐能更好地反映NO的清除机制。2.以金冠和富士苹果为试材,考察了果实生长发育期间香气成分、乙烯及其相关酶的变化。结果发现,金冠苹果中主要挥发性物质有己醇、己醛、E-2-己烯醛、乙酸己酯、E-乙酸-2-己烯酯、Z-乙酸-3-己烯酯等,富士苹果中主要有己醇、Z-3-己烯醇、E-2-己烯醛、Z-3-己烯醛、乙酸己酯、E-乙酸-2-己烯酯、乙酸-2-甲基丁酯、乙酸-3-己烯酯、丁酸己酯、己酸甲酯等。幼果期乙烯有一定的释放速率,随后下降,在成熟期时释放速率升高。ACC合成酶（ACS）和ACC氧化酶（ACO）也呈现类似的规律。而NO的释放规律与乙烯恰好相反,幼果期释放速率较高,此后下降,维持在较低水平。果实香气中醇类和醛类物质呈先升高后下降趋势,酯类物质含量则逐渐升高。醇脱氢酶（ADH）在果实整个发育期间呈先上升后下降趋势,醇酰基转移酶（AAT）和脂氧合酶（LOX）整体呈上升趋势。3.用浓度为5μl l-1和10μl l-1的NO气体熏蒸处理肥城桃,考察了NO处理后肥城桃冷藏期间NO的代谢、香气物质及香气相关酶的变化。结果发现,经NO熏蒸处理的桃冷藏期间果实中依赖于L-精氨酸的NOS活性高于对照,且NO代谢产物也有所增加,表明外源NO处理能影响果实内NO的水平及其代谢。NO熏蒸处理能抑制桃果实中ADH、AAT和LOX的活性,延缓桃果实中醇类物质和醛类物质含量的下降以及酯类物质含量的上升,10μl l-1处理效果显著。结果表明NO处理能起到较好的保鲜作用,维持果实的贮藏品质。4.合成了精胺/一氧化氮加合物（SPER/NO）,并研究了影响该加合物释放NO的因素（介质、湿度、添加物）及园艺产品吸收NO的特性。结果发现,SPER/NO在高湿度酸性介质中能快速释放NO,添加淀粉能延缓NO的释放。园艺产品能快速吸收SPER/NO释放的NO,其吸收速率氮气氛围高于空气氛围。将SPER/NO、柠檬酸和淀粉按比例制成NO释放片剂,片剂能通过吸收园艺产品呼吸产生的水分,缓慢释放出NO。用NO释放片剂处理肥城桃,在一定程度上能延缓肥城桃的衰老,起保鲜作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 NO 的生物合成
• 1.1.1 亚硝酸盐的酶促还原途径
• 1.1.2 亚硝酸盐的非酶促还原途径
• 1.1.3 精氨酸的氧化途径
• 1.1.4 其他NO 产生途径
• 1.2 NO 的清除途径
• 1.3 植物体内NO 及其代谢产物的检测
• 1.3.1 NO 的检测
• 1.3.2 NO 代谢产物的检测
• 1.4 果实中香气成分及其生物合成
• 1.4.1 果实中主要香气成分
• 1.4.2 果实中香气成分的生物合成
• 1.5 NO 处理园艺产品的现状
• 1.6 本研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 苹果材料
• 2.1.2 桃材料
• 2.1.3 园艺产品吸收NO 试验的材料
• 2.1.4 片剂保鲜试验的材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 果实内源NO 产生速率的测定
• 2.2.2 果实释放NO 的测定
• 2.2.3 L-精氨酸依赖的NOS 活性测定
• 2.2.4 NR 活性的测定
• 2.2.5 L-精氨酸含量的测定
• 2.2.6 RSNOs 总量的测定
• 2.2.7 亚硝酸盐和硝酸盐含量的测定
• 2.2.8 果实释放乙烯的测定
• 2.2.9 ACS 和ACO 活性的测定
• 2.2.10 果实香气成分的测定
• 2.2.11 LOX 活性的测定
• 2.2.12 ADH 活性的测定
• 2.2.13 AAT 活性的测定
• 2.2.14 可溶性蛋白的测定
• 2.2.15 SPER/NO 合成
• 2.2.16 SPER/NO 释放NO 动力学
• 2.2.17 园艺产品吸收NO 规律
• 2.2.18 NO 片剂应用保鲜初步实验
• 3 结果与分析
• 3.1 苹果生长发育期间NO 的代谢
• 3.1.1 苹果生长发育期间内源NO 的产生速率变化
• 3.1.2 苹果生长发育期间NOS 和NR 活性变化
• 3.1.3 苹果生长发育期间L-精氨酸含量变化
• 3.1.4 苹果生长发育期间RSNOs 含量变化
• 3.1.5 苹果生长发育期间亚硝酸盐和硝酸盐含量变化
• 3.2 苹果生长发育期间NO 与香气关系
• 3.2.1 苹果生长期间香气的变化
• 3.2.2 苹果生长期间乙烯的变化
• 3.2.3 苹果生长期间NO 释放速率
• 3.2.4 苹果生长期间ACS 和ACO 酶变化
• 3.2.5 苹果生长期间AAT 活性
• 3.2.6 苹果生长期间ADH 活性
• 3.2.7 苹果生长期间LOX 活性
• 3.3 NO 气体熏蒸对桃NO 代谢及香气的影响
• 3.3.1 NO 气体熏蒸后桃NOS 活性变化
• 3.3.2 NO 气体熏蒸后桃RSNOs 含量
• 3.3.3 NO 气体熏蒸后桃果实中亚硝酸盐和硝酸盐含量变化
• 3.3.4 NO 气体熏蒸后桃香气变化
• 3.3.5 NO 气体熏蒸后桃AAT 活性变化
• 3.3.6 NO 气体熏蒸后桃ADH 活性变化
• 3.3.7 NO 气体熏蒸后桃LOX 活性变化
• 3.4 精胺供体释放NO 规律及园艺产品吸收NO 的规律
• 3.4.1 SPER/NO 释放NO 动力学
• 3.4.2 园艺产品吸收SPER/NO 所释放NO 的特性
• 3.4.3 SPER/NO 片剂的制备与应用
• 4 讨论
• 4.1 苹果生长发育期间NO 的产生和代谢
• 4.1.1 苹果生长发育期间NO 的产生途径
• 4.1.2 苹果生长发育期间NO 的代谢途径
• 4.2 苹果生长发育期间NO 与香气的关系
• 4.2.1 苹果生长期间香气成分的变化
• 4.2.2 苹果生长期间NO 和香气的关系
• 4.3 NO 气体熏蒸对桃NO 代谢及香气变化
• 4.3.1 NO 处理对桃NO 代谢的影响
• 4.3.2 NO 处理对桃香气成分的影响
• 4.4 精胺供体释放NO 规律及园艺产品吸收NO 的规律
• 4.4.1 精胺供体释放NO 规律
• 4.4.2 园艺产品吸收NO 的规律
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文
• 博士学位论文内容简介及自评