摘要 蘋果是典型的呼吸躍變型果實，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，降低了果實的貯運價值。雖然國內(nèi)外學(xué)者對蘋果虎皮病發(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

　　基金項目 湖南省自然科學(xué)基金項目(2020JJ5270);湖南省教育廳科學(xué)研究重點項目(20A281);湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項目(HNJG-2020-0963);湖南人文科技學(xué)院2020年校級教學(xué)改革研究立項項目(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)價值和商業(yè)價值而受到消費的喜愛。低溫冷藏對提高蘋果果實品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價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)重影響果實的貯運和貨架期。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抑制虎皮病的發(fā)生、保持良好的果實品質(zhì)和貯運價值具有重要意義。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采后生理研究中迫切需要解決的重點和難點問題。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)，同時對保持蘋果良好的品質(zhì)和商業(yè)價值具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。

　　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出現(xiàn)虎皮病病斑，也不影響果實的風(fēng)味;在果皮感病較嚴(yán)重時，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)重降低了果實的外觀色澤和貯運價值。

　　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-法呢烯的含量僅為 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[11]。在虎皮病抗性較強(qiáng)的“Idared”品種果實中的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虎皮病的發(fā)生不一定呈正相關(guān)。有研究學(xué)者證實了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 個月時 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，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)的含量與對照存在顯著差異，DPA 處理表現(xiàn)得更為明顯;對照果實中的表兒茶素、黃烷醇和兒茶素的含量仍較高，而這些化合物在 DPA 處理的果實中含量較低;在“Granny Smith”貯藏120和180 d 時，虎皮病發(fā)病癥狀出現(xiàn)，對照和 DPA 處理果實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 時含量降低，但它們在對照果實中含量高于 DPA 處理;對照組“Granny Smith”果實中根皮苷含量在冷藏180 d時出現(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。