摘 要：一氧化氮(NO)作為一種重要的信號分子，在果蔬成熟衰老和抗病應答中起著非常重要的作用。果蔬病害是 造成采后損失的重要原因，果蔬病害可分為生理性病害和侵染性病害。大量研究表明，采用外源NO處理采后果蔬能 夠起到較好的防腐保鮮效果。本文結合最新研究成果和作者的研究工作，概述了 NO在果蔬保鮮和調控果蔬生理性 病害和侵染性病害方面的研究進展，并總結和展望了NO對果蔬貯藏期間病害的調控機制。

　　關鍵詞：果蔬;NO;保鮮;病害

　　NO 是植物體內非常重要的內源信號小分子， 參與了植物成熟和衰老的調控[1] ，保持果蔬在貯藏 過程中的品質。作者在2008年綜述了NO延緩園藝 產品成熟和衰老的生理效應的研究進展[2] 。近10年 來，有關 NO 調控果蔬成熟衰老和病害應答方面的 研究進展很快，本文分析總結了近年來 NO 在果蔬 保鮮和控制果蔬生理性病害和侵染性病害方面的研 究成果，并總結了 NO 對果蔬貯藏期間病害的調控 機制。 外源 NO 處理草莓[3] 、李 [4] 、枇杷[5] 、杧果[6] 、獼猴 桃[7] 、橙[8] 、蘆筍[9] 、番木瓜[10] 、棗[11] 、蘋果[12] 、楊梅[13] 、荔 枝[14] 等均有較好的保鮮效果。

　　研究表明：NO處理能 夠延緩果蔬維生素 C、可溶性固形物含量和硬度的 下降，減少水分的散失，抑制葉綠素的降解。在對草 莓的處理中發現，20 μL·L-1 的 NO 熏蒸處理的草莓 果實維生素 C 含量顯著高于對照組，同時也能較好 保 持 了 可 溶 性 固 形 物 含 量 與 硬 度 [3] 。 采 用 0.2 mmol·L-1 的NO供體硝普鈉(SNP)處理的綠蘆筍葉綠 素含量高于對照組，另外經過處理的綠蘆筍貯藏期延 長了4 d左右[9] 。隨著人們對NO認識的不斷深入，關 于NO抑制果蔬病害方面的研究也取得了重要進展。

　　1 NO對采后果蔬冷害的影響

　　1.1 NO誘導果蔬采后耐冷性

　　研究表明采用適宜濃度的 NO處理能夠延緩果 蔬冷害的發生。Zhu 等[15] 采用 15 μL·L-1 的 NO 氣體熏蒸桃果實 2 h 后發現能夠明顯降低其在 5℃儲藏 條件下的冷害指數，對照組的桃果實在貯藏 20 d時 出現褐變、絮敗這些典型的冷害癥狀，而經過NO處 理的桃果實未觀察到冷害癥狀的發生。

　　Wang 等[16] 研究發現 ，采用 0.05 mmol · L- 1 的 NO 供體硝普鈉 (SNP)處理香蕉果實10 min能夠提高其抗氧化酶活 性，同時顯著加強了總酚和脯氨酸的積累，NO通過 介導香蕉果實的抗氧化反應和脯氨酸代謝來增強其 耐冷性。香蕉作為一種典型的熱帶水果對低溫極其 敏感，在12 ℃的條件下貯藏較短時間就會出現褐變 和凹斑等冷害癥狀，經過 NO 處理后的香蕉發生冷害癥狀的程度明顯減輕，并且在貯藏結束時處理組 香蕉的冷害指數比對照組低了13.4%。

　　黃瓜對低溫 較為敏感，有研究表明采用 25 μL·L-1 的 NO 氣體處 理黃瓜 12 h能夠增強抗氧化系統，從而減輕了氧脅 迫對細胞膜造成的損傷，與對照組相比處理后的黃 瓜在2 ℃貯藏條件下的冷害指數顯著降低[17] 。在對 臍橙的處理中發現，采用適宜濃度的 SNP處理后能 夠降低其果皮和果肉中的脂質過氧化程度和過氧化 氫含量，維持細胞膜的完整性從而增強了臍橙對低 溫的耐受性 ，處理后的果實冷害發生率有所下 降[18] 。另外 NO 能夠抑制果蔬冷害在日本李[19] 、杧 果[20] 、哈密瓜[21] 、番茄[22] 、竹筍[23] 等上都有報道，表 1 總結了NO在誘導果蔬采后耐冷性的研究。

　　1.2 NO抑制果蔬冷害的機制

　　低溫貯藏是目前果蔬貯藏保鮮的有效方法之一，但是不適宜的低溫條件會導致果蔬發生冷害， 使果蔬的食用價值和商品價值受到不利影響。采 后果蔬發生冷害后細胞膜會發生膜脂相變，使得細 胞出現代謝紊亂，產生大量對細胞有毒害作用的物 質。這些物質影響細胞的成分和結構，最終導致果 蔬出現失水皺縮、褐變、異常泛黃、絮敗、木質化、組織腐爛等冷害癥狀。適宜濃度的 NO 處理能夠顯 著降低果蔬在低溫貯藏過程中冷害的發生，多年來 國內外學者對 NO 抑制果蔬冷害的機制做了大量 的基礎研究，這些研究揭示了 NO 提高果蔬耐冷性 的內部機制。另外也有一些研究從分子生物學的 角度出發，探索 NO 處理對果蔬抗冷性有關基因的 影響。

　　1.2.1 活性氧代謝

　　果蔬中最具有代表性的活性氧 (ROS)清除系統主要包括：抗壞血酸過氧化物酶 (APX)、超 氧 化 物 歧 化 酶(SOD)、過 氧 化 氫 酶 (CAT)、過氧化物酶(POD)和谷胱甘肽還原酶(GR) 等。NO與活性氧特別是H2O2能夠共同參與到果蔬 的抗逆反應中，然而冷害的發生會使 H2O2等活性氧 過量積累加重果蔬的冷害癥狀。在對植物體中 NO 和 H2O2平衡機制的研究中發現，NO 能夠使 APX 的 第 32 位半胱氨酸發生亞硝基化從而正向調控該酶的活性，加速植物體將 H2O2轉化成 H2O 的進程[24] 。

　　另外一些果蔬經過適宜濃度的NO處理后其抗氧化 酶的活性會顯著提高[17-18, 22,25] ，這一系列過程使果蔬的抗氧化能力增強，減緩冷害癥狀的發生。植物體 中除了直接的抗氧化系統外還存在著間接的抗氧化 系統，抗壞血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循環是一個單 一的間接抗氧化系統，該系統主要是由 3 個相互依 賴 的 氧 化 還 原 對(NADPH/NADP, GSH/GSSG 和 AsA/DHA)以及主要的抗氧化酶：脫氫抗壞血酸還 原酶(DHAR)、單脫氫抗壞血酸還原酶(MDHAR)、 GR 和 APX 組成[26] 。

　　這 3 個氧化還原對的含量及比 例能夠反映出植物體對 ROS 的清除能力，在 NO 抑 制桃果實冷害的研究中發現，外源 NO 顯著提高了 桃貯藏過程中 AsA∶DHA 的比例，提高了抗壞血酸 的抗氧化能力 ，NO 處理還增加了果實中 GSH∶ GSSG的比例和谷胱甘肽含量，表明NO能夠通過調 節AsA-GSH循環，有效降低桃在冷藏過程中的氧化 應激能力[27] 。

　　1.2.2 脯氨酸代謝

　　有研究表明，脯氨酸含量同果 蔬耐冷性存在一定的聯系，脯氨酸含量的升高會使 果蔬的耐冷性增強[28] 。在脯氨酸代謝機制中，1-吡 咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和脯氨酸脫氫酶(PDH) 被認為分別是脯氨酸合成和降解過程中的限速 酶[29] 。采用 NO 處理后，使果蔬 P5CS活性提高的同 時 抑 制 了 PDH 的 活 性 ，最 終 導 致 脯 氨 酸 的 積 累[16, 23] 。NO 處理對果蔬冷害的減輕作用可能通過 調節脯氨酸代謝從而提高脯氨酸含量來實現。

　　1.2.3 能量代謝

　　果蔬在低溫脅迫條件下能量的合成會受到阻礙，能量不足會影響機體的活性氧清除 機制，當活性氧含量過高時會破壞細胞結構導致冷 害癥狀加重。國內外已經有很多研究表明果蔬的耐 冷性與能量水平呈正相關，維持較高的能量水平能 夠有效緩解冷害的發生。

　　線粒體內膜上關鍵的呼吸 酶 包 括 琥 珀 酸 脫 氫 酶(SDH)、細 胞 色 素 氧 化 酶 (CCO)、氫離子ATP酶(H+ -ATPase)和鈣離子ATP酶 (Ca2+ -ATPase)，這些酶直接或間接參與到三羧酸循 環以及氧化磷酸化過程中，從而在一定程度上能夠 反映線粒體能量合成的狀態。關于NO用于減緩果 蔬冷害的研究中發現，采用 NO 處理后能夠顯著提 高冷藏過程中果實的 ATP含量和能荷水平，同時也 可以保持這些與能量合成有關酶的活性[5, 30-31] 。NO 處理通過調節能量代謝及其相關酶的活性，為果蔬 應對冷害提供充足的能量和一些基礎物質。

　　1.2.4 細胞膜脂代謝

　　細胞膜是果蔬感受低溫冷害 的重要部位，細胞膜的流動性受到膜脂成分的影響， 這與細胞膜中脂肪酸的組成以及含量密切相關。在 植物膜脂中含有主要的一些不飽和脂肪酸包括油 酸、亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸等，提高不飽和脂 肪酸含量，能使果蔬細胞膜具有較高的流動性，從而 提高果蔬的耐冷性。關于不飽和脂肪酸含量與耐冷 性的關系在枇杷[32] 、桃[33] 和獼猴桃[34] 果實中均有報 道，NO 處理果蔬后能夠提高總脂肪酸和不飽和脂 肪酸含量，較好保持細胞膜的結構和功能，以達到提 高果實抗冷性的效果。

　　1.2.5 CBF抗冷途徑

　　冷害誘導相關抗冷性基因的 表達在植物上有相應的報道，其中 CBF抗冷途徑被 認為是目前最關鍵也是研究最清楚的植物冷響應調 控途徑，CBF基因是該途徑的樞紐。另外 CBF基因 可能起著上游基因的作用，調控著下游一系列抗冷 性相關基因的表達，從而使得植物對低溫的耐受能 力增強[35] 。CBF基因調控的植物冷響應機制可以概 括為：低溫導致細胞膜流動性下降，使得細胞中的第 二信使 Ca2 + 濃度上升，激活蛋白激酶和轉錄因子 CBF，從而調控下游抗冷基因 COR的表達引起冷響 應[36] 。外源和內源的 NO能夠調控番茄果實 CBF基 因的表達，當番茄果實在2 ℃的環境條件下貯藏時， LeCBF1的表達分別在0.5 h和4 h的時候出現峰值， SNP 處理提升了峰值，而一氧化氮合酶抑制劑處理 降 低 了 峰 值 [22] 。 類 似 的 結 論 在 哈 密 瓜 果 實 的 CmCBF1/3基因中也有報道[21] 。

　　2 NO對果蔬侵染性病害的影響

　　2.1 NO抑制果蔬侵染性病害

　　采后果蔬由于病原菌作用而造成的侵染性病害 也是引起果蔬損耗的重要原因之一，水果在貯藏期 間的侵染性病害主要是由真菌所引起的。植物體在 遭受病原菌侵染后會通過一系列信號轉導過程產生 抗病性，并且有大量的結果表明 NO 與該過程密切 相關，因此 NO 在抑制果蔬侵染性病害方面越來越 受到人們關注。采后病害是影響柑橘果實貯藏期的 重要因素，由炭疽桿菌引起的炭疽病是其最常見的 采后病害之一。

　　Zhou 等[37] 采用 50 μmol·L-1 的 SNP 溶液浸泡柑橘果實 10 min 后對其進行損傷接種處 理，在貯藏過程中發現，利用外源NO處理后能有效 抑制柑橘果實炭疽病的發生。采摘后的獼猴桃果實 極易受到病原菌的侵染，其中灰霉病和軟腐病是獼 猴桃果實常見的兩種病害，在 NO 誘導采后獼猴桃 抗病性的研究中發現，經過誘導后的果實自然發病 率要明顯低于對照[7] 。有研究表明不同濃度的 NO 處理均能抑制番茄果實灰霉病的發生，其中較低濃 度的 NO(0.02 mmol·L-1 )處理能夠顯著抑制接種后 灰霉病原菌(Botrytis cinerea Pers)的生長繁殖[38] 。 NO 處理可顯著抑制圣女果[39] 、草莓[40] 、杧果[41] 、桃[42] 果實病害的發生。

　　園藝論文投稿刊物：《園藝學報》是中國園藝學會主辦的學術性期刊，刊登果樹、蔬菜、西瓜甜瓜和觀賞植物等方面示曾發表過的學術論文、研究報告、研究簡報、專題文獻、綜述，經過審定或鑒定的新品種、新書介紹、學術活動信息等。

　　3 展 望

　　近年來，國內外的學者對 NO 用于抑制采后果蔬病害方面做了大量的研究工作。隨著研究的不斷 深入，也出現了許多需要解決的問題。

　　(1)目前關于 NO抑制果蔬病害的機制研究大多是在生理生化層面，NO 誘導果蔬抗病性的效果表現為相應抗病有 關酶活性的上升，以及一些化學物質含量的變化，然 而關于這一系列作用的分子機制還存在著太多的未 知數。從分子層面揭示植物體中NO調控果蔬病害 機制值得進一步探索。

　　(2)果蔬病害造成的損失是我 國農業方面的一個重大問題，NO 處理采后果蔬具 有多效性的優勢。NO處理后能夠延緩多種果蔬采 后品質的下降，同時可以誘導果蔬自身的抗性，抑制 果蔬病害的發生，這種多效性使 NO 在采后領域具 有廣闊的應用前景�？茖W合理地將NO的研究成果 運用到抑制果蔬病害上，需要研究人員不斷思考。

　　參考文獻 References：

　　[1] ZAGO E，MORSA S，DAT J F，ALARD P，FERRARINI A， INZE´ D，DELLEDONNE M，BREUSEGEM F V. Nitric oxideand hydrogen peroxide- responsive gene regulation during cell death induction in tobacco[J]. Plant Physiology，2006，141(2): 404-411.

　　[2] 朱麗琴，朱樹華，周杰 . NO 延緩園藝產品成熟和衰老的生理 效應研究進展[J]. 園藝學報，2008，35(10)：1539-1544. ZHU Liqin，ZHU Shuhua，ZHOU Jie. Research progress on the physiological effects of NO delaying the maturity and senescence of horticultural products[J]. Journal of Horticulture，2008， 35(10): 1539-1544.

　　[3] 黃玉平，彭文娟，張瑜，李園園，王莉，單體敏，金鵬，鄭永華 . NO 處理對草莓果實采后品質和苯丙烷類代謝的影響[J]. 核 農學報，2016，30(10)：1959-1966.

　　作者： 楊 睿1 ，林小翠1 ，竇 媛1 ，朱麗琴1，2* ，陳金印2