苹果角质层的生学和虎皮病的发生.pdf

内容摘要 ’ 厂 1虎皮病是苹果、梨在低温贮藏的的中后期发生的最严重的生理病害。这种生 理失调不仅影响果实的食用品质特别是外观品质，降低其商品价值，而且使果实 抗性降低，易感染病菌而腐烂，从而造成巨大的经济损失。由于虎皮病的发病机 理至今仍不清楚，用于虎皮病商业控制的措施主要是采用化学药物二苯胺和乙氧 喹，它们的安全性问题已经引起了全世界的关注。因此，新的虎皮病的发生机制 和高效的非化学防治措施包括虎皮病的预测是采后生理领域研究的热点。而虎皮 病的诱发因子存在于角质层的蜡质中，其生物学的研究倍受重视X本文在已有工 作的基础上以红星、国光、青香蕉苹果为材料，进一步研究了低温贮存苹果角质 层中蜡层的超微结构及蜡质含量在虎皮病发生过程中的变化，角质层中电子密致 物与细胞伤害及虎皮病的关系，和角质层中a一法尼烯、蔟轭三烯的积累及二者的 比值(RFC值)、抗氧化活性与虎皮病的关系及预测。、f研究结果如下： 采用液氮固定并结合冷冻干燥直接喷涂方法观察果实表面的扫描结构获得了 l晒界点干燥方法中因化学固定处理对 皮孔及蜡层的清晰图象，避免了传统的C02 结构所产生不良影响。 虎皮病发生后皮孔及周围组织正常。皮孔的超微结构显示其周围蜡质丰富。 通过对不同虎皮病发生程度的苹果果实(分为无、轻、中、重四级)蜡层的 扫描电镜观察首次发现苹果蜡层在虎皮病发生过程中逐渐消失。无虎皮病症状果 实表面蜡质均匀、丰富，轻度发病后蜡质减少，中度次之，重度发病后绝大部分 蜡层消失。所观察到的蜡层可被氯仿去除，验证了蜡质的真实性。同时发现经1．30 分钟不同时间的氯仿浸泡后果面结构发生显著变化。浸泡3分钟后果面显示蜡层 内部结构。 虎皮病发生前后蜡质含量的测定结果与所观察到的结果吻合。正常组织蜡质 含量8．62 g．m～，发病组织6．37g．m～，有26％的蜡质在虎皮病发生后消失。研究 结果表明，虎皮病发生后表面暗淡、光泽失去很可能与蜡层的消失有关。 通过观察不同成熟度的红星和国光苹果贮存前后果皮的超微结构进一步验证 了博士研究期间首次发现的苹果角质层中下移的电子密致物与细胞的伤害及虎皮 病的发生的关系。采收时早采(成熟度低)和晚采的国光苹果角质层中电子密致 物仅限于表皮细胞的上方，下方及内层细胞壁、胞间隙干净，细胞结构完整，胞 质丰富。低温贮藏八个月时，出库早采苹果出现轻度虎皮病症状，角质层中的电 子密致物已经下移至内层下皮细胞。表皮和下皮细胞被来自角质层的大量电子密 致物包围，细胞解体，电子密致物开始进入细胞，严重发病的果皮内部结构几乎 完全被破坏，电子密致物充满细胞内部；而晚采苹果贮至八个月时，部分表皮细 胞被角质层中大量下移的电子密致物包围，与电子密致物接触的细胞内部结构破 坏。仅部分外层下皮细胞之间能见到少量电子密致物，但大部分细胞的内部结构 仍然完好。在红星苹果贮藏20周时，出库早采果发生轻度虎皮病，大部分果皮 内部结构已经被破坏。在表皮细胞及下皮细胞周围也有有大量电子密致物，电子 密致物进入细胞时伴有小囊泡的形成，细胞内部结构包括质体被破坏。贮藏至2 0周时，晚采果仍然没有发生虎皮病，果皮细胞结构完整，仍然可以见到质体及 线粒体。超微结构中仅见表皮细胞上方有大量电子密致物，而表皮细胞下方只有 少量电子密致物，且未或仅小部分接触细胞。外层下皮细胞周围未见有下移电子 密致物，细胞内部结构完好，叶绿体结构完整。总之，角质层中的电子密致物在 苹果虎皮病发生过程中可向内层表皮细胞、下皮细胞移动，从外部破坏细胞，使 细胞解体，产生褐变。推测角质层中蜡层的消失及角质层电子密致物的下移与小 法尼烯的积累和氧化有关。 研究表明在贮存过程中早采和晚采国光和红星苹果角质层中的共轭三烯含量 与虎皮病的发生存在不相关现象，进一步证明了以共轭三烯含量来表示仅-法尼烯 氧化产物说明虎皮病的发生程度存在弊端。而RFC值与虎皮病的发生密切相关。 别显著高于早采果和未处理果，前者的RFC值也分别显著高于后者。修正了a一 法尼烯与共轭三烯的比值．RFC值用于虎皮病预测的数学模型。模型可用于贮存过 程中苹集虎皮病的预测。通常在RFC值低于10时苹果出库至常温时虎皮病即会 发生弋 关键词：苹果；角质层；蜡层；超微结构；虎皮病；电子密致物；旺-