乙烯作用及在苹果储存的应用

乙烯调节果蔬成熟衰老的机理及在苹果贮藏中的应用

摘要：植物激素乙烯是五大类植物内源激素中分子结构最简单的一种，但它却在调节果蔬生长发育及衰老方面具有非常重要的影响。本文简单概述了乙烯调节果蔬成熟衰老的机理，并介绍了乙烯在苹果贮藏中的应用状况。

关键词：乙烯调节机理苹果贮藏

乙烯是一种植物内源激素，是具有生物活性的气体分子，高等植物的所有部分，如叶、茎、根、花、果实、块茎、种子及幼苗在一定条件下都会产生乙烯[1]。乙烯是五大类植物内源激素中分子结构最简单的一种，但它在果蔬感受外界环境变化、信号传导方面及果蔬生长发育和许多生理过程中都起着十分重要的作用，如种子萌发、根毛发育、促进发芽、抑制开花以及果蔬对生物和逆境胁迫的反应，特别是在跃变型果蔬成熟衰老过程中，被认为是果蔬成熟衰老的启动因子[2-4]。

本文简单概述了乙烯调节果蔬成熟衰老的机理，并介绍了乙烯在苹果贮藏中的应用状况，为苹果贮藏保鲜提供一定的参考。

1.乙烯调节果蔬成熟衰老的机理

1.1．乙烯调节作用概述

果蔬的生长发育过程均受内源激素的调控。植物激素是植物体

内合成的对植物生长发育有显著作用的几类微量有机物质，是植物细胞接受特定环境信号诱导产生的,低浓度时可调节植物生理反应的活性物质。许多研究表明,主要的五大类植物激素都从不同方面不同程度地影响果实的生长发育。乙烯是一种体内组成量非常小的植物激素，但在果蔬生长发育各个方面起着重要的调节作用，特别是在发动和促进果蔬成熟衰老过程中起着决定性作用[5]。

1.2．乙烯调节果蔬成熟的机理

乙烯促进果蔬成熟的机理，目前尚未完全清楚，主要有以下几种观点：

1.2.1．乙烯提高了细胞膜的透性

乙烯在油脂中的溶解度比在水中大14倍，而细胞膜是由蛋白质、脂类、糖类等组成，乙烯作用与细胞膜的结果会引起膜性质的变化，膜透性增大，增加了底物与酶的接触，从而加速果蔬的成熟。但此观点目前未能肯定[6]。

1.2.2．乙烯促进RNA和蛋白质的合成

乙烯能促进跃变型果实中的RNA合成，表明乙烯可能在蛋白质合成系统的转录水平上起调节作用，促使与成熟有关的特殊酶的合成，导致果实成熟[6]。

1.2.3．乙烯受体与乙烯代谢

根据激素作用受体概念，在乙烯起生理作用之前，首先要与某种

活化的受体分子结合，形成激素受体复合物，然后由其去触发初始生化反应[6]。

1.3乙烯调节果蔬衰老的机理

植物激素调节着整个植物体的生长发育和最终衰老脱落过程,各类激素之间通过相互促进、相互制约作用,共同形成植物生长各个阶段上相对稳定的比例,从而表现其增效与拮抗效应。一般来讲,一个生命旺盛的器官具有较高的生长素、细胞分裂素和赤霉素水平,当它们含量下降时,伴随而来的是器官的衰老,而这时脱落酸和乙烯的含量上升[7]。

乙烯是植物成熟激素，在实践中通过抑制乙烯的生物合成或除去储藏环境的乙烯能有效地延缓果蔬的成熟衰老；使用乙烯作用的拮抗物可以抑制果蔬的成熟。使用外源乙烯处理能促进果蔬叶绿素破坏、组织软化、多糖水解等，所以乙烯具有促进果蔬衰老的作用[6]。

2.乙烯在苹果贮藏中的应用

苹果在我国大面积种植仅100多年历史，但经过30多年的飞速发展，已成为我国第一大果品，种植面积及产量均居世界第一。

苹果属于典型的呼吸跃变型果实，成熟时乙烯生产量很大，呼吸高峰时一般可达到200～800μL/L，由此导致贮藏环境中有较多的乙烯积累。苹果是对乙烯敏感性较强的果实，贮藏中采用通风换气或者脱除技术降低贮藏环境中的乙烯非常有必要。

苹果贮藏中与乙烯相关的具体措施如下：

2.1.乙烯吸收剂的应用

乙烯吸收剂（常用高锰酸钾）可有效吸收贮藏库或包装袋内苹果释放出来的乙烯，可将苹果的贮藏保鲜时间延长1～3倍[6]。

2.2.控制贮藏环境的温度

乙烯的产生及作用与温度有密切的关系，当温度在16～21℃时乙烯的作用效应最大。所以苹果的贮藏环境温度一般控制在-1～0℃为宜[6]。

2.3.控制贮藏环境的气体组成

降低贮藏环境的O2 浓度和提高CO2 浓度，可显著抑制乙烯的产生及环境其作用，降低呼吸强度，从而延缓苹果的成熟和衰老。一般苹果贮藏环境中2%～5%O2 和3%～5%CO2是比较适宜的气体组合[6]。

2.4.利用臭氧和其它氧化剂

臭氧是很好的消除乙烯的氧化剂，仅含有乙烯的气体通过产生臭氧的容器装置，乙烯就被氧化。国外已有商业使用的小型装置，但尚未在苹果贮藏中广泛应用。

国外在商业上现在使用一种高效洗涤乙烯的催化氧化装置，工作原理是乙烯和氧气在高温条件下结合，在催化剂（载铂石棉）作用下，乙烯就会被氧化。此装置可把乙烯的浓度降到原来的1%，非常适合小型的苹果贮藏库或长期气调贮藏苹果库使用[6]。

2.5.使用乙烯受体抑制剂1-MCP

1-MCP是近年来研究较多的乙烯受体抑制剂，它对抑制乙烯的生成及其作用有良好的效果，可有效地延长苹果的保鲜期。1-MCP在常温下状态稳定，具有低量、安全和有效等特点，从2000年起规模应用于苹果的商业性贮藏[6]。

3.小结

果蔬生长发育的全过程都受到植物激素的调控,但这一调控过程非常复杂。乙烯是五大类植物内源激素中分子结构最简单的一种，但它却在调节果蔬生长发育及衰老方面具有非常重要的影响。乙烯促进果蔬成熟和衰老的机理，目前仅能找出其变化规律，但调控机理目前研究尚未完全清楚。

在苹果贮藏中控制贮藏环境的温度及气体组成是目前非常成熟的与乙烯相关的应用技术，未来使用乙烯吸收剂、乙烯受体抑制剂及臭氧和其它氧化剂是苹果贮藏技术的发展方向。

参考文献:

[ 1 ] 李凤玉,梁海曼. 乙烯在植物形态发育中的作用[ J ]. 亚热带植物通讯：1999 28(1)，76-80. [ 2 ] 增田雄芳,胜见允行. 植物激素[M ]. 辽宁铁岭农学院,译. 北京:科学出版社, 1978.

[ 3 ] 邹养军,王永熙. 内源激素对苹果果实生长发育的调控作用研究进展[ J ].

陕西农业科学, 2002 (10)，13-15.

[ 4 ] 陈金印,陈明. 果实后熟衰老与植物激素的关系研究进展[ J ]. 江西农业大学学报, 2003，25 (4)，537-543.

[ 5 ] L iverman JL, And Lang. A Induction of flowering in longday p lants by app lied indoleacetic acid [ J ]. Plant Physiol:1956 (31),621-625.

[ 6 ] 刘兴华，陈维信.果品蔬菜储藏运销学[M ].北京：中国农业出版社，2012.

[ 7 ] 周蕾,魏琦超,高峰. 细胞分裂素在果实及种子发育中的作用[ J ]. 植物生理学通讯, 2006，42 (3)，549-554.