摘要 蘋果是典型的呼吸躍變型果實(shí)，采后蘋果在長期低溫貯藏后或從低溫貯藏結(jié)束轉(zhuǎn)移到貨架后易發(fā)生虎皮病，降低了果實(shí)的貯運(yùn)價(jià)值。雖然國內(nèi)外學(xué)者對(duì)蘋果虎皮病發(fā)生機(jī)理進(jìn)行了全面深入的研究，普遍認(rèn)為虎皮病的發(fā)生與α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物的積累存在密切的關(guān)系，但蘋果虎皮病系統(tǒng)的發(fā)生機(jī)制至今仍未完全闡明。主要從虎皮病癥狀、虎皮病發(fā)生機(jī)制、延緩虎皮病的措施等方面進(jìn)行了綜述，以期為全面闡明虎皮病的發(fā)生機(jī)制和防治虎皮病的發(fā)生提供理論依據(jù)。

　　關(guān)鍵詞 蘋果;虎皮病;癥狀;機(jī)理;α-法呢烯;防治措施

　　基金項(xiàng)目 湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2020JJ5270);湖南省教育廳科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(20A281);湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目(HNJG-2020-0963);湖南人文科技學(xué)院2020年校級(jí)教學(xué)改革研究立項(xiàng)項(xiàng)目(RKJGZ2025)。

　　蘋果(Malus domestica)是世界上廣泛種植的特色水果之一，由于其較高的營養(yǎng)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值而受到消費(fèi)的喜愛。低溫冷藏對(duì)提高蘋果果實(shí)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值有非常重要的作用，但往往在長期冷藏期間伴隨著虎皮病、衰老褐變病、苦痘病等各種類型生理病害的發(fā)生，嚴(yán)重影響果實(shí)的貯運(yùn)和貨架期。虎皮病是蘋果冷藏過程中最容易發(fā)生的一種生理失調(diào)病害。虎皮病的發(fā)生嚴(yán)重影響了蘋果外觀色澤和經(jīng)濟(jì)效益。雖然國內(nèi)外學(xué)者對(duì)蘋果虎皮病系統(tǒng)的發(fā)生機(jī)制進(jìn)行了全面深入的研究，普遍認(rèn)為α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物的積累與虎皮病的發(fā)生具有密切的關(guān)系[1-3]。在蘋果長期冷藏期間采用合適的商品化處理對(duì)抑制虎皮病的發(fā)生、保持良好的果實(shí)品質(zhì)和貯運(yùn)價(jià)值具有重要意義。因此，采后蘋果虎皮病發(fā)生機(jī)理的研究仍然是目前蘋果果實(shí)采后生理研究中迫切需要解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。筆者主要從虎皮病癥狀、虎皮病發(fā)生機(jī)制、延緩虎皮病的措施等方面進(jìn)行了綜述，以期為控制蘋果虎皮病的發(fā)生和全面闡明虎皮病的發(fā)生機(jī)制提供理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)保持蘋果良好的品質(zhì)和商業(yè)價(jià)值具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

　　1 虎皮病癥狀

　　虎皮病是蘋果和梨在采后長期低溫貯藏中易發(fā)生的一種生理失調(diào)性病害[3-4]，其發(fā)病癥狀表現(xiàn)為果皮出現(xiàn)淺褐色至黑色的斑塊，呈不規(guī)則微凹陷狀。但一般在果肉中不會(huì)出現(xiàn)虎皮病病斑，也不影響果實(shí)的風(fēng)味;在果皮感病較嚴(yán)重時(shí)，其癥狀類似于燙傷且連成大片，可成片撕下病果皮，甚至造成果肉褐變、發(fā)黏和發(fā)綿，稍帶酒味，加速了果實(shí)腐爛變質(zhì)的過程。組織學(xué)研究觀察表明蘋果果皮發(fā)病部位是由 4～6 層亞表皮細(xì)胞壞死所致[5]。 因此，蘋果采后冷藏中虎皮病的發(fā)生嚴(yán)重降低了果實(shí)的外觀色澤和貯運(yùn)價(jià)值。

　　2 虎皮病發(fā)病機(jī)理

　　2.1 α-法呢烯與蘋果虎皮病

　　伴隨蘋果虎皮病發(fā)生的同時(shí)產(chǎn)生 E，E-α-法呢烯和 Z，E-α-法呢烯2種類型，但是果皮中Z，E-α-法呢烯的含量?jī)H為 E，E-α-法呢烯的1/100[6]。研究發(fā)現(xiàn)，蘋果虎皮病的形成與α- 法呢烯的產(chǎn)生存在密切的相關(guān)性，并且α-法呢烯受到乙烯的調(diào)控[7-8]。在果實(shí)呼吸躍變前，α-法呢烯含量較低，隨后隨著后熟過程中乙烯含量的升高而增加，在出現(xiàn)高峰含量后隨之下降[9]。采用乙烯作用抑制劑 1-MCP 或者乙烯合成抑制劑 AVG處理蘋果能夠降低α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物的積累，那么使用乙烯利處理蘋果果實(shí)則誘導(dǎo)α-法呢烯含量的積累[10]。但有研究表明α-法呢烯的含量與虎皮病指數(shù)不一定呈正相關(guān)。例如在易發(fā)虎皮病的晚采收蘋果中α-法呢烯含量明顯低于成熟度較低的果實(shí)[11]。在虎皮病抗性較強(qiáng)的“Idared”品種果實(shí)中的α-法呢烯含量低于易發(fā)虎皮病“Law Rome”品種[12]，但在抗虎皮病較強(qiáng)的“Belfot”品種中α-法呢烯含量高于易發(fā)虎皮病“Granny Smith”品種[13]。

　　2.2 α-法呢烯氧化產(chǎn)物與蘋果虎皮病

　　α-法呢烯氧化產(chǎn)物在不同的蘋果品種栽培環(huán)境和采后冷藏環(huán)境中的積累量與果實(shí)虎皮病的發(fā)生不一定呈正相關(guān)。有研究學(xué)者證實(shí)了α-法呢烯的氧化產(chǎn)物是誘導(dǎo)虎皮病發(fā)生的重要因素[14]。Ding 等[3]研究發(fā)現(xiàn) α-法呢烯氧化產(chǎn)物為共軛三烯醇(conjugated trienols，CTols)[15]。Soria等[14]研究發(fā)現(xiàn)，將共軛三烯醇涂在“Granny Smith”蘋果果皮上有效控制了虎皮病的發(fā)生;在虎皮病敏感的品種中，在冷藏 4～6 個(gè)月時(shí) CTols 的含量達(dá)最大值。Marc 等[16]在抗氧化系統(tǒng)受到嚴(yán)重破壞的蘋果果皮中發(fā)現(xiàn)，α-法呢烯氧化產(chǎn)物在誘導(dǎo)虎皮病發(fā)生中并不占主導(dǎo)地位，而是α-法呢烯氧化過程中產(chǎn)生的自由基或毒性揮發(fā)物會(huì)增加病癥的發(fā)生和嚴(yán)重程度。在蘋果冷藏期間α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物共軛三烯醇變化規(guī)律中發(fā)現(xiàn)，虎皮病可能是由于在低溫下破壞線粒體電子傳遞并由此產(chǎn)生超氧化物陰離子形成的一種氧化應(yīng)激反應(yīng)。除共軛三烯醇外，蘋果貯藏期間三萜類化合物含量如熊果酸和β-谷甾醇含量的增加與虎皮病的發(fā)生有密切的關(guān)系[17]。在蘋果皮冷藏 30 d 后，α-法呢烯氧化產(chǎn)物如甲酯、甾醇和其他化合物的不同含量與葉綠體完整性和氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)[18]。此外，α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物可以作為信號(hào)系統(tǒng)，多酚類化合物和細(xì)胞的程序性死亡可能是虎皮病發(fā)生的原因[19]。

　　2.3 酚類物質(zhì)與蘋果虎皮病

　　蘋果果皮中含有豐富的根皮苷、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、類黃酮、花色素苷等酚類物質(zhì)[20]。酚類物質(zhì)不僅作為抗氧化劑與蘋果虎皮病發(fā)生密切相關(guān)，而且它可以作為酶促褐變的底物，生成褐色物質(zhì)使虎皮病癥狀表現(xiàn)出來。蘋果褐變主要由多酚氧化酶(PPO)所導(dǎo)致的酶促褐變，果皮組織中的酚類物質(zhì)在PPO催化氧化下生成醌類物質(zhì)，然后醌類物質(zhì)經(jīng)聚合反應(yīng)生成褐色物質(zhì)使得果皮褐變癥狀表現(xiàn)出來。Song 等[21]在蘋果加工產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，果皮中PPO可催化氧化表兒茶素、原花色素、兒茶素等酚類物質(zhì)而導(dǎo)致褐變的發(fā)生。研究表明，同一品種采收時(shí)和貯藏期間 PPO 活力越高，虎皮病發(fā)病率就越高[22]。Du等[23]研究表明，易發(fā)生虎皮病的品種 “Cortland”和“Delicious”中 PPO 的活性高于抗性品種“Empire”。在低溫冷藏前經(jīng)20 ℃ 下短期無氧處理“Granny Smith”果實(shí)，發(fā)現(xiàn)果皮中PPO的活性有所下降，并且虎皮病指數(shù)降低[24]。這些研究表明，采后蘋果冷藏期間果皮中PPO活性與虎皮病的發(fā)生有著密切的相關(guān)性。

　　酚類物質(zhì)的種類及含量與采后蘋果冷藏期間虎皮病的發(fā)生存在著密切的關(guān)系。一些簡(jiǎn)單的酚類物質(zhì)和類黃酮含量在采后蘋果虎皮病發(fā)生進(jìn)程中呈現(xiàn)出降低的規(guī)律。蘋果經(jīng) UV 光照射后，苯丙素類物質(zhì)含量明顯增加而且果皮虎皮病癥狀減輕[17]。在探討“Rall”和“Delicious”果實(shí)中酚類種類與虎皮病的相關(guān)性研究中表明，果皮中花色素苷的含量與虎皮病呈負(fù)相關(guān)，而果皮中類黃酮的含量與虎皮病的發(fā)生并不相關(guān)，可能由于花色素苷具有較強(qiáng)的抗氧性而減輕了虎皮病的發(fā)生[25]。Rudell 等[17]研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素-3-蕓香糖苷在蘋果虎皮病發(fā)生過程中含量增加，可能與虎皮病的發(fā)生密切相關(guān)。Busatto 等[19]利用靶向的代謝組學(xué)技術(shù)研究代謝化合物與蘋果虎皮病的相關(guān)性中發(fā)現(xiàn)，蘋果果皮中綠原酸、根皮苷、表兒茶素、兒茶素、黃酮醇化合物的含量相對(duì)較高，并且虎皮病較嚴(yán)重的果皮中總酚含量比果肉高很多，其中綠原酸的含量與虎皮病的發(fā)生呈正相關(guān);利用 LC-MS 技術(shù)發(fā)現(xiàn)α-法呢烯及其氧化產(chǎn)物 6-甲基-5-庚烯-2-酮與蘋果虎皮病的發(fā)生存在密切的關(guān)系。

　　Farneti等[26]利用 LC-MS 結(jié)合非靶向的代謝組學(xué)技術(shù)研究了揮發(fā)性化合物可能參與蘋果虎皮病發(fā)生，表明 6-甲基-5-庚烯-2-酮(MHO)與蘋果虎皮病的發(fā)生有密切的關(guān)系。Leisso等[18]分析表明，DPA 處理的“Granny Smith”蘋果果皮中酚類物質(zhì)的含量與對(duì)照存在顯著差異，DPA 處理表現(xiàn)得更為明顯;對(duì)照果實(shí)中的表兒茶素、黃烷醇和兒茶素的含量仍較高，而這些化合物在 DPA 處理的果實(shí)中含量較低;在“Granny Smith”貯藏120和180 d 時(shí)，虎皮病發(fā)病癥狀出現(xiàn)，對(duì)照和 DPA 處理果實(shí)中苯丙素衍生的化合物中綠原酸含量增加，表兒茶素和兒茶素在蘋果貯藏 180 d 時(shí)含量降低，但它們?cè)趯?duì)照果實(shí)中含量高于 DPA 處理;對(duì)照組“Granny Smith”果實(shí)中根皮苷含量在冷藏180 d時(shí)出現(xiàn)了少量的增加，而DPA 處理則明顯誘導(dǎo)了根皮苷含量的增加。在易發(fā)生虎皮病的品種“Red Delicious”和“Cortland”中研究表明，虎皮病的發(fā)生與根皮苷含量呈負(fù)相關(guān)，與綠原酸含量呈正相關(guān)[20]。這些研究表明，蘋果虎皮病的發(fā)生與酚類的種類和含量有很大的關(guān)系。