摘要
桃果实因其色泽艳丽，风味独特，柔软多汁，营养丰富而广受消费者青睐。桃果实成熟于夏季，采后果实呼吸旺盛，常温下极易后熟软化，加之其皮薄质软、汁液丰富，易受到机械损伤和病原菌侵染而腐烂变质，严重影响果实品质。低温贮藏是采后果实保鲜的重要方法，然而桃又是冷敏性果实，在不适宜的低温下长时间贮藏容易引发果实的冷害。热处理作为一种操作简单、环境友好型处理方法而广受重视。甜菜碱作为一种相容性渗透物质，可以起到渗透剂的作用来稳定细胞质的pH和渗透压，同时还可以作为分子伴侣来稳定酶、蛋白质和膜脂等生物大分子的结构和功能。本文以“雨花二号”水蜜桃为试材，研究10mmolL-1的甜菜碱(Glycinebetaine，GB)和45℃的热水(Hotwater,HW)处理对冷藏桃果实的品质和冷害的影响，以期揭示GB和HW处理减轻果实冷害的机理，为其在桃果实采后贮运与保鲜的应用提供理论依据。研究结果分述如下: 1.研究了GB和HW处理对冷藏桃果实品质及其冷害的影响，发现桃果实在冷藏21d转移至货架3d后出现果实褐变等冷害症状。与对照相比，GB和HW处理均减轻了桃果实的冷害症状，维持了较高的出汁率、可溶性固形物(TSS)含量、抗坏血酸和钙铁锌离子含量，从而较好的维持了果实品质。GB和HW处理在维持果实品质上无显著差异。 2.转录组(RNA-Seq)研究结果表明，GB处理抑制了磷脂酶D(PLD)、脂氧合酶(LOX)及脂酶(Lipase)基因的表达及酶的活性，诱导了不饱和脂肪酸合成相关基因的表达（如去饱和酶），提高了活性氧清除系统中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因的表达及酶的活性，从而促进了果实中亚油酸和亚麻酸的积累，维持较高的不饱和脂肪酸指数和不饱和度，同时抑制了超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢含量(H2O2)的积累以及细胞膜通透性和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的增加。GB处理诱导提高酚类合成途径中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂酸羟化酶(C4H)和4-香豆酸辅酶A连接酶(4CL)基因的表达和酶的活性，抑制多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)基因的表达和活性的增加，进而增强总酚和总黄酮积累，提高果实低温贮藏期间的抗氧化能力，同时减缓酚类物质的氧化，有效减轻果肉褐变程度。此外，GB处理还可以促进糖代谢中蔗糖磷酸合酶(SPS)和蔗糖合酶(SS-s)基因的表达和酶的活性，抑制酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)基因的表达和酶的活性，从而促进蔗糖含量的积累，维护细胞膜的稳定性。 2-DE蛋白组学结果表明，GB处理可诱导一些抗胁迫蛋白（如热激蛋白）的表达，增加细胞结构的强度，提高细胞的抗氧化能力，从而减缓低温胁迫对蛋白、膜脂等生物大分子的损伤;同时，提高桃果实的能量水平，维持细胞的正常生长的生命周期，抑制细胞壁的降解，从而起到对细胞的保护作用。此外，结合RNA-Seq和蛋白组深入分析热激转录因子(Hsfs)和热激蛋白(Hsps)对GB处理的响应机制发现，GB处理通过诱导可能处在胁迫应激上游的PpHsfA1a/b和PpHsfA2a基因的表达，进而诱导PpsHsps，PpHsp70s和PpHsp90s基因表达，提高sHsps和Hsp70蛋白的含量，从而减轻桃果实的冷害。 3.HW处理对桃果实低温贮藏期间的研究结果表明，HW处理在调控脂肪酸代谢、活性氧代谢、酚类物质代谢和糖代谢方面与GB具有类似性。HW处理促进了不饱和脂肪酸，蔗糖和酚类物质的积累，抑制了O2·-和H2O2含量的积累及细胞膜通透性和MDA含量的增加。此外，进一步分析PpHsfs和PpHsps发现，HW处理通过诱导可能处在胁迫应激上游的PpHsfA1a和PpHsfA2a基因的表达，进而调控PpsHsps的表达，发挥sHsps分子伴侣的作用，保护低温逆境下细胞功能的完整性。 磷酸化蛋白组分析结果表明，HW处理的桃果实中磷酸化蛋白主要参与新陈代谢和次级代谢。HW处理可诱导钙调素结合转录因子(CAMTA)和GATA型锌指蛋白的磷酸化修饰，提高转录因子的转录活性，进而激活下游相关基因的表达;同时提高蔗糖合酶的磷酸化修饰，促进蔗糖的合成;此外还诱导热应激相关蛋白的磷酸化修饰，诱导热应激蛋白的表达，减缓低温胁迫对蛋白、膜脂等生物大分子的损伤，从而减轻果实的冷害。
NETL