草莓果实发育成熟过程中糖苷酶和纤维素酶活性及细胞壁组成变化

以丰香和红丰草莓为试材,对果实发育成熟过程中细胞壁水解酶活性和细胞壁成份变化进行了研究．结果表明：半乳糖苷酶和α-甘露糖苷酶活性随草莓果实成熟而提高,葡萄糖苷酶活性不随草莓果实成熟而提高．随着果实发育成熟,纤维素酶活性、果胶酶活性不断提高．果实中未检测到内切多聚半乳糖醛酸酶活性,外切多聚半乳糖醛酸酶活性变化不随果实成熟软化而提高．随果实发育成熟,细胞壁中可溶性果胶和半纤维素增加,而离子结合果胶和共价结合果胶及纤维素减少．     

果实多聚半乳糖醛酸酶分子生物学研究进展

多聚半乳糖醛酸酶（PG酶）是一种在植物细胞壁降解中起重要的作用的酶。作者介绍了PG酶在果实成熟软化中的作用。概述了PG酶基因及其表达调控,评述了乙烯对PG酶合成的影响。     

丙烯对柿果实采后细胞壁物质代谢和几种生理指标的影响

丙烯处理的柿果实,其软化进程显著加快,呼吸速率和乙烯释放高峰提前,且峰值升高,细胞壁各组分的代谢速度加快,柿果实中多聚半乳糖醛酸酶（PG）和纤维素酶（Cx）活性提高,且高峰提前。     

香蕉果实软化相关β-半乳糖苷酶基因的克隆及其表达分析

β-半乳糖苷酶（β-galactosidase）通过分解细胞壁半纤维素切除半乳糖键而参与果实软化。为了阐明香蕉（Musasp．）果实成熟过程中的软化与细胞壁代谢酶β-半乳糖苷酶基因表达之间的关系,采用RT-PCR方法,从成熟香蕉果实果肉中分离了编码β-半乳糖苷酶基因的部分cDNA（MA-Gal）,序列分析表明,MA-Gal包含927bp,编码309个氨基酸,包含5个β-半乳糖苷酶结构域（典型真核生物中β-半乳糖苷酶包含7个结构域）,推导的MA-Gal蛋白质中有β-半乳糖苷酶蛋白的催化活性部位GGPIILSQIENEY（F）;系统进化树分析结果表明MA-Gal属于第一类β-半乳糖苷酶基因（该类主要在果实中表达）;β-半乳糖苷酶活性和硬度的变化表明其与香蕉果实硬度变化密切相关;Northern分析显示,跃变前期的果肉中,MA-Gal基因的表达量很低,后随着果实的软化表达量不断增加,并在呼吸跃变后达到最高。所有结果表明,MA-Gal参与香蕉果实成熟过程中的软化。     

香蕉果实成熟软化过程中β-D-木聚糖苷酶活性变化

β-D-木聚糖苷酶是细胞壁半纤维素中阿拉伯木聚糖和木聚糖残基降解的主要酶,对香蕉贮藏过程中果皮、果肉中β-D-木聚糖苷酶活性以及果实硬度、呼吸强度和乙烯释放量的变化进行测定分析。结果显示:β-D-木聚糖苷酶活性在果实贮藏初期的变化很小,到果实硬度开始急剧下降时迅速增加,其增加量在果皮和果肉中分别为12和22倍以上,且果肉中的酶活性大于果皮中;乙烯吸收剂处理延缓了香蕉果实呼吸和乙烯的高峰出现以及果实硬度、果肉和果皮中β-D-木聚糖苷酶活性变化的速度和幅度,但并不改变其活性的变化趋势。结果证明,β-D-木聚糖苷酶能诱导香蕉果实成熟,在果实软化中起着十分重要的作用,且其活性受乙烯的调节。     

1-甲基环丙烯(1-MCP)对油桃果实软化的影响

1-甲基环丙烯(1-MCP)可延缓油桃果实硬度的下降,阻止引起果实软化的细胞物质(淀粉、纤维素、果胶)的降解,抑制与果实软化相关的酶(淀粉酶、纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶)活性。     

不同温度下后熟香蕉果实果皮生理与颜色变化

香蕉果实经乙烯利处理后,比较20℃和30℃下后熟期间的果皮色泽、淀粉转化及几种细胞壁降解相关酶活性的变化。在20℃下,香蕉果实能正常褪绿和软化,而30℃高温则明显抑制了褪绿转黄,加速了果皮软化。与20℃后熟比较,30℃促进了香蕉果皮中淀粉向可溶性糖的转化,提高了多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、果胶甲酯酶等的活性。讨论了香蕉果皮可溶性糖含量与青皮熟形成之间的可能关系。     

细胞壁代谢与琯溪蜜柚果实成熟过程汁胞粒化的关系

以易发生汁胞粒化的老龄树和不易发生汁胞粒化的适龄树的琯溪蜜柚（Citrus grandis（L．）Osbeck‘Guanximiyou’1果实为材料,研究了果实成熟过程中汁胞粒化发生与细胞壁代谢的关系。结果表明：老龄树果实的汁胞粒化指数随着果实成熟而上升。在汁胞粒化发生过程中,汁胞维持较低的细胞壁降解酶[果胶甲酯酶（PE）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）]活性,保持较高的细胞壁物质（原果胶、纤维素、半纤维素）含量;尤其在汁胞粒化的起动阶段和加快阶段,纤维素、半纤维素含量极显著增加。相反,适龄树果实的汁胞粒化指数在果实成熟过程中变化不大,汁胞中细胞壁降解酶活性较高,促进原果胶、纤维素、半纤维素等细胞壁物质的降解,保持较低的细胞壁物质含量,使汁胞发育正常、柔软多汁。这说明PE、PG、Cx活性和原果胶、纤维素、半纤维素含量与錧溪蜜柚汁胞粒化密切相关。     

香蕉果实成熟软化时果皮和果肉中α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活性的变化

阿拉伯糖是果实软化过程中变化最明显的细胞壁糖残基之一,α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶是导致细胞壁多糖中阿拉伯糖残基降解的主要糖苷酶。为阐明该酶在香蕉果实成熟软化中的作用,实验对香蕉贮藏过程中果皮和果肉中该酶活性以及果实硬度、呼吸强度和乙烯释放量的变化进行了研究。结果表明:α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶在果实初期的变化很小,到果实硬度开始急剧下降时达到最大,增加量达10倍以上,且果肉中的酶活性大于果皮中;乙烯吸收剂处理延缓了香蕉果实呼吸和乙烯高峰的出现时间,降低了果实硬度、果皮和果肉中α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶活性变化的速度和幅度。以上结果表明α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶起诱导香蕉果实成熟的作用,在果实的软化中起着十分重要的作用,且其活性受乙烯的调节。     

桃果实采后贮藏过程中细胞壁多糖的变化

以‘雨花三号’水蜜桃果实为试材,分别在5℃（低温）和20℃（常温）贮藏一段时间后,研究桃果实采后细胞壁多糖降解、硬度以及乙烯释放速率的变化特征。结果表明,乙烯释放高峰明显滞后于果实采后硬度的快速下降期。不同温度下贮藏过程中果实细胞壁多糖变化的对比表明,低温抑制了细胞壁果胶和细胞壁其余组分的变化,从而抑制了果实的软化。富含半乳糖醛酸的果胶主链断裂。果胶和细胞壁其余组分也发生了半乳糖和阿拉伯糖等中性糖的损失,说明果胶和细胞壁其余组分的增溶及其侧链中性糖的降解也是桃果实采后软化的重要因素,这可能是由多种相关多糖降解酶的作用所导致的。但半纤维素多糖中中性糖的降解对桃果实采后软化的进程并没有影响。     

果胶酶与桃果实冷害的关系

桃果实在８℃以下贮藏奶容易干化发绵、不能软化,甚至褐变。这种被称为絮败的冷害特征。与交质的异常代谢有关。果胶酯酶（ＰＥ）和多聚半乳糖醛权酶（ＰＧ）活性的异常导致果胶质不能正常卫解。文章介绍果胶酶与桃果实冷害的关系、桃果实ＰＧ基因克隆及其ＲＮＡ和蛋白质分析的研究进展,并对桃果实冷害发生机理研究中存在的问题作了讨论。     

猕猴桃软化过程中阶段性专一酶活性变化的研究

猕猴桃（Ａｃｔｉｎｉｄｉａ ｄｅｌｉｃｉｏｓａ Ｃ．Ｆ．Ｌｉａｎｇ ｅｔＡ．Ｒ．Ｆｅｒｇｕｓｏｎ． ｃｖ． Ｑｉｎｍ ｅｉ）果实采后的软化过程表现为两个明显的阶段,第一阶段软化较快,此时对软化起主要作用的阶段性专一酶是淀粉酶;第二阶段软化速度变慢,此时起主要作用的阶段性专一酶是多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶。乙烯形成酶（ＥＦＥ）的活性高峰出现在两个软化阶段之间,它所引起的乙烯释放对软化有促进作用,因此ＥＦＥ也是与果实软化有关的阶段性专一酶。但是,果胶甲酯酶（ＰＭＥ）的活性变化与果实的软化无相关关系,过氧化物酶（ＰＯＸ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）和ＳＯＤ的活性高峰出现在果实完全软化以后,因此不是果实软化的阶段性专一酶     

采后两种不同果肉类型油桃软化相关酶活性的变化

以软质油桃“秦光”和非软质油桃“阿姆肯”为原料,研究了果实软化过程中果实硬度和果实软化相关酶活性变化。在果实硬度迅速下降期淀粉酶和蔗糖酶活性较高,以后酶活性下降。纤维素酶多聚半乳糖醛酸酶在果实软化前期活性很低,只在要果实呼吸跃变期这两种酶活性才明显升高。果胶果酯酶活性极低而且变化不大。“秦光”油桃的这几种酶酶活化性“阿姆肯”高,因而果实软化较快。     

1-甲基环丙烯处理对采后杨桃果实软化和细胞壁代谢的影响

为探讨1-甲基环丙烯(1-methylcyclopropene, 1-MCP)延缓采后杨桃果实软化的作用机理,本文研究了0.6 μL/L 1-MCP处理对在(15±1)℃、相对湿度90%下贮藏的‘香蜜’甜杨桃(Averrhoa carambola Linn. cv. Xiangmi)果实软化和细胞壁代谢的影响。结果表明：与对照果实相比,1-MCP处理可保持较高的杨桃果实硬度,有效降低果胶酯酶(pectinesterase, PE)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)、纤维素酶等细胞壁降解酶活性,延缓原果胶、纤维素、半纤维素含量的下降和水溶性果胶含量的增加。因此认为,0.6 μL/L 1-MCP处理能有效控制采后‘香蜜’甜杨桃果实的软化进程,延长果实保鲜期。     

PG在番茄果实成熟中的作用及二价金属离子与乙烯对PG活性的影响

对采后番茄果实的电镜观察表明:当果实成熟衰老时,叶绿体数量减少,多数基粒结构丧失;成熟果实胞壁中胶层水解成中空的电子透明区,初生壁的纤丝也发生一定程度的水解,相邻细胞分离;外源 PG(多聚半乳糖醛酸酶)提取物处理绿熟期果实组织,也可引起胞壁结构和叶绿体发生与正常衰老相同的变化。Ca~(2+)、Mg~(2+)、Co~(2+)二价金属离子处理果实,可明显降低番茄红素含量和 PG 活性,延缓果实软化。外源乙烯处理果实,可促进番茄红素的形成,提高 PG活性,并能解除钙对 PG 活性的抑制。本文也对 PG 在乙烯和 Ca~(2+)调节果实成熟中的作用进行了讨论。     

甜瓜成熟期间多聚半乳糖醛酸酶与乙烯的变化和果实软化的关系…

内源乙烯在河套蜜瓜成熟之前就已产生,其含量上升先于呼吸跃变。多聚半乳糖醛酸酶活力显著增加与果实软化平行相关,并与内源乙烯变化趋势一致。乙烯利处理后,该酶活力与乙烯生成量呈正相关。     

PG与番茄果实成熟的关系

系统比较了转多聚半乳糖醛酸酶（PG）反义基因和对照番茄果实成熟过程中绿熟、转色、粉顶、粉红、全红5个时期的PG活性和与其相关的生理、生化组分的动态变化。实验表明,转基因果与对照果相比,PG活性始终处于较低水平,PG活性强烈被抑制是在全红期;果实的硬度、贮藏寿命指数都高于对照果;番茄红素合成积累进程被延缓;可溶性果胶含量、电解质外渗百分率均低于对照果。外源乙烯刺激引起对照果PG活性剧增,而转基因果表现钝化。讨论了PG活性与果实成熟、耐贮性及软化的关系,及对外源乙烯刺激的敏感性。首次明确提出PG活性在对照果中极大地表达,在转基因果中强烈被抑制是在全红期 ,而不是在整个成熟期;PG活性在果实软化中起直接和重要作用;PG活性的高低与番茄红素的合成与积累有关。     

PG与番茄果实成熟的关系

系统比较了转多聚半乳糖醛酸酶(PG)反义基因和对照番茄果实成熟过程中绿熟、转色、粉顶、粉红、全红5个时期的PG活性和与其相关的生理、生化组分的动态变化.实验表明,转基因果与对照果相比,PG活性始终处于较低水平,PG活性强烈被抑制是在全红期;果实的硬度、贮藏寿命指数都高于对照果;番茄红素合成积累进程被延缓;可溶性果胶含量、电解质外渗百分率均低于对照果.外源乙烯刺激引起对照果PG活性剧增,而转基因果表现钝化.讨论了PG活性与果实成熟、耐贮性及软化的关系,及对外源乙烯刺激的敏感性.首次明确提出PG活性在对照果中极大地表达,在转基因果中强烈被抑制是在全红期,而不是在整个成熟期;PG活性在果实软化中起直接和重要作用;PG活性的高低与番茄红素的合成与积累有关.     

果实软化的胞壁物质和水解酶变化

果实软化通常被认为是由于胞壁水解酶如多聚半乳糖醛酸酶,果胶酯酶,纤维素酶降解胞壁物质导致。本文概述了这三种酶分子与果实软化关系的研究进展。反义基因证明,这三种酶基因的任一种表达被报制,果实能够正常软化,暗示果实的软化有其它因子的参与。其中由细胞内的淀粉酶和蔗糖酶引起的细胞膨压的变化及果胶的溶解可能是引起果肉软化的重要原因。     

多聚半乳糖醛酸酶反义基因在转基因番茄中的表达

番茄的多聚半乳糖醛酸是一种在果实成熟阶段特异性表达的酶。为了研究它在果实成熟中的作用,将其ｃＤＮＡ与花椰菜花叶病毒３５Ｓ启动子嵌合后,以反义基因的形式经农杆菌介导导入番茄植株,进一步分析了反义基因的整合与表达。结果表明,在转基因番茄中,反义基因的表达能明显抑制果实内源多聚半乳糖醛酸酶的活性。