果品蔬菜的采后生理_第1頁
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文檔簡介

1、第一章 影響園藝產(chǎn)品貯運的采前因素,主講人:王斌,第一節(jié) 生物因素,一、種類和品種 (一) 種類(species) 一般產(chǎn)于南方及熱帶地區(qū)或高溫季節(jié)成熟的園藝產(chǎn)品耐貯運性較弱,而產(chǎn)于北方地區(qū)或低溫季節(jié)成熟及生長期較長的產(chǎn)品則較耐貯運,,水果較大多數(shù)蔬菜及鮮切花耐貯運。表皮蠟質(zhì)層厚、果皮厚、果肉硬的產(chǎn)品較軟質(zhì)或漿果耐貯運。,原產(chǎn)于北方的落葉果樹(deciduous fruit tree)較原產(chǎn)南方的常綠果樹(evergreen fruit tree)果實耐貯運。 常落果樹中,柑橘耐貯運,而楊梅、荔枝、枇杷、草莓等最不耐貯運; 落葉果樹中,堅果類(nut fruit)板栗、核桃、仁果類(pomac

2、eous fruit) (蘋果、梨等)果實耐貯運, 但核果類(stone fruit)(桃、杏、櫻桃等)、漿果類(berry fruit)葡萄、獼猴桃等不耐貯運。,蔬菜中屬于植物營養(yǎng)貯藏器官的鱗莖(bulb)、球莖(corm)、塊莖(stem tuber)比較耐貯運。,花椰菜(B.oleracea L.cauliflower)是成熟的變態(tài)花序(abnormal infloreacence),蒜苔是花梗,并且均較耐寒,故可作較長期低溫貯運。但新鮮黃花菜,由于其花器官在采后代謝較旺盛,而且成熟過程中尚釋放乙烯,故極不耐貯運。,生產(chǎn)于熱帶和亞熱帶地區(qū)的果菜類如番茄、辣椒、黃瓜、 茄子、菜豆等, 食用

3、部分為幼嫩果實,且容易失水和遭受微生物侵染,果實容易變形和發(fā)生組織纖維化,如黃瓜變大頭瓜、豆莢變老等,加之不耐寒,810條件即發(fā)生冷害(cold damage),因此很難貯運。,充分成熟采收的南瓜、冬瓜等瓜果蔬菜類, 由于其新陳代謝已經(jīng)降低, 且表皮已形成了角質(zhì)層、蠟粉或茸毛等保護組織,因而較耐貯運。,葉菜類的葉片系同化器官,采后呼吸和蒸騰作用均十分旺盛,故極易萎蔫和黃化,特別是幼嫩葉菜,最難貯運。 葉球(leaf head)則較耐貯運,因其為營養(yǎng)貯藏器官,且采收時營養(yǎng)生長已停止,新陳代謝降低。,(二)品種(variety),一般晚熟品種較早熟品種耐貯運,果皮較厚而致密、果面密被茸毛、蠟質(zhì)、蠟

4、粉等保護層、果肉(pulp)質(zhì)地較硬、肉質(zhì)致密、營養(yǎng)物質(zhì)含量高、水分含量低的品種,果實耐貯運。,柑橘中寬皮柑橘類C. reticulata Blanco品種耐貯運性較椪柑(PonKan)、柚類C. grandis Osbeck弱,甜橙C. sinensis (L.)Osbeck耐貯運性強。溫州蜜柑C. unshiu Marcov.中早熟品種不耐貯運,中、晚熟品種較耐貯運。柚類中如金香柚不耐貯運,僅能貯運20天左右,但沙田柚可貯存6個月以上。甜橙一般可貯藏34月,大紅甜橙可貯藏至次年的56月份。,鴨梨、雪花梨、秋白梨、庫爾勒香梨、長把梨等,果實品質(zhì)好,耐貯運。紅宵梨肉質(zhì)較粗、含酸量高,但極耐貯運

5、。而砂梨系統(tǒng)中的早熟品種如二宮白、翠伏梨、新世紀等耐貯運性較弱。,桃、李早熟品種果實大多不耐貯運。 如砂子早生、 雨花露等桃品種,蜜思李、艷紅李等李品種,常溫下只能貯運1周左右。晚熟品種如冬桃、脆蜜桃、柰李、黑寶石李等較耐貯運,在05條件下,黑寶石可貯存3個月以上。桃品種中油桃較水蜜桃耐貯運,如五月火、曙光、艷光、 華光等油桃可作較長期貯運。,獼猴桃果實為漿果,且對乙烯敏感,不耐貯運。但美味獼猴桃Actinidia deliciosa (A. Chev) lian et ferguson較中華獼猴桃A. chinensis planch.耐貯運。在常溫下, 中華獼猴桃貯運壽命僅10天左右,而美

6、味獼猴桃中的海沃德、沁香等品種可達1個月以上,耐貯運新品系“E-30”可達2個月,品種間貯運性能差異極大。,蔬菜中,大白菜的青幫系統(tǒng)品種比白幫系統(tǒng)耐貯運, 直筒形比圓球形耐貯運,生長期較長的小青口、抱頭青等晚熟品種,由于結(jié)球堅實、抗病耐寒,故比早熟品種耐貯運。 此外, 無籽西瓜C. vulgaris schrader皮厚, 較有籽西瓜耐貯運; 尖葉菠菜Spinacia oleracea L.耐寒,適于凍藏,較圓葉菠菜耐貯運。,同一種類不同品種的切花耐貯運性差異較大。 花莖較粗的切花品種較耐貯運,瓶插壽命長。 有些切花品種,如“金浪(Golden Wave)”月季,由于葉片氣孔在水分虧缺時關(guān)閉功

7、能差, 易于蒸騰失水,故其切花萎蔫(shriveling)早,不耐貯運。 此外,對于嫁接植株來說,砧木(rootstock)也影響產(chǎn)品的貯運性能。,二、植株田間生育狀況,(一)植株年齡和生長勢 生長健壯植株,產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富,故其貯運性比生長過旺或過弱植株要強。,(二)果實大小(fruit size)與結(jié)果部位(fruiting part) 一般大個果實不如中等大小果實耐貯運。 一般含酸量較高的果實較耐貯運。,(三)產(chǎn)品成熟度 生育期中的幼嫩產(chǎn)品呼吸作用旺盛、不耐貯運。,第二節(jié) 生態(tài)因素,一、溫度 是最重要的生態(tài)因素。栽培期間溫度高,植株生長快,營養(yǎng)物質(zhì)積累少,品質(zhì)差,不耐貯運。晝夜溫差大

8、,植株生長健壯,品質(zhì)好,且較耐貯運。如桃為耐夏季高溫的果樹,夏季溫度高,果實含酸量高,較耐貯運.,二、光照 光照強度直接影響植株光合作用及形態(tài)結(jié)構(gòu),光質(zhì)對園藝作物生長發(fā)育和品質(zhì)均有一定影響,從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)和貯運性。,三、水分 水分直接影響園藝產(chǎn)品的水分含量、化學成份和組織結(jié)構(gòu),從而影響貯運性能。產(chǎn)品成熟期水分過多,采后易失水或腐爛,不耐貯運。潮濕空氣易引起切花受病害侵染,從而加快貯運中切花的衰老與腐敗。,四、土壤: 果蔬適宜生長在土質(zhì)疏松、酸堿適中的、施肥適當、溫度合適的土壤中,使其具有良好的質(zhì)量和貯藏性。 幾種果樹適宜的PH值: 蘋果:5.56.8 葡萄:6.07.5 梨 :5.66.2

9、 棗:5.28.0 桃:5.26.8 花卉:要求排水良好,肥沃疏松的土壤 PH值:菊花、月季、唐菖蒲 5.56.5 郁金香 5.57.0 百合 7.08.0 黏性土壤中栽培生產(chǎn)的果實,成熟期推遲,果實著色較差,但果實較硬,具有一定的耐貯藏性。 在疏松的沙質(zhì)輕壤中生產(chǎn)的果實,由早熟的傾向,貯藏中易發(fā)生低溫傷害,耐貯藏性差。,五.地理條件 蘋果的緯度分布為:北緯 3040 專家論證:陜西西的渭北高原地區(qū)是中國蘋果的最佳適生區(qū)之一。 光熱:資源充沛,晝夜溫差大,年均812 日照:2500-3000h/年,光質(zhì)好 溫差:6-9月晝夜溫差1013 海拔:800-1200m 土層:深厚,30200m,黃土

10、面積大,透水性強 柑橘:北緯2030 同一品種栽在不同維度的表現(xiàn):從北到南糖增加,酸減少,風味更好。 例:廣東生產(chǎn)的橙類,較之維度偏北的四川、湖南生產(chǎn)的糖多酸少。 果樹產(chǎn)區(qū):丘陵山地優(yōu)于同維度的平原地區(qū)。 所以充分利用丘陵山地發(fā)展果樹生產(chǎn),既不與糧棉油爭土地,又有利于提高果品的產(chǎn)量,質(zhì)量及其貯藏性,據(jù)有利于改善生態(tài)環(huán)境,利國利民。,第三節(jié) 農(nóng)業(yè)技術(shù)因素,一、礦質(zhì)營養(yǎng)與施肥 植物體的營養(yǎng)生長與生殖生長的水平與平衡,會影響產(chǎn)品采后貯運性能。因此,保持植株營養(yǎng)水平與平衡,是園藝產(chǎn)品貯運的基礎(chǔ)。 在栽培上適當施用氮肥同時,必須注意增加鈣、磷、鉀及有機肥(manure)的施用。,二、灌溉(irrigat

11、ion) 土壤水分過量或不足均會引起植株生理失調(diào),而不利產(chǎn)品貯運。對大多園藝產(chǎn)品來說,采前灌水均不利于貯運。,三、修剪與疏花(flower thinning)、疏果(fruit thinning)、果實套袋 疏花、疏果能保證適當?shù)娜~、花及葉、果比例,控制結(jié)果量,保證果實達到一定的大小和品質(zhì),增加內(nèi)容物含量,從而有利果實貯藏運輸。,四、采前噴藥 采前對植株噴施殺蟲、殺菌劑、植物生長調(diào)節(jié)劑(plant growth regulator)及其它礦質(zhì)營養(yǎng)元素,可防止病害、增強園藝產(chǎn)品耐貯運性、防止某些生理病害和微生物病害。,第二章 采后生理與生物技術(shù),第一節(jié) 失水及調(diào)控 水分是果品、蔬菜和花卉生理活動

12、中不可缺少的物質(zhì),如對養(yǎng)分的溶解、吸收和運轉(zhuǎn),呼吸作用及物質(zhì)的分解與合成等。,一、失水對產(chǎn)品的影響,1. 引起產(chǎn)品失重、降低品質(zhì) 園藝產(chǎn)品在貯運過程中因蒸騰(transpiration)使組織的含水量不斷降低,其重量逐漸減少,這種失重通常稱自然損耗。園藝產(chǎn)品失水不僅僅是自然損耗,而且商品價值會明顯降低。,2. 引起代謝失調(diào) 萎蔫會引起果蔬代謝失調(diào)、促進水解酶活性提高。嚴重脫水時, 細胞液濃度增高,NH4+和H+等離子濃度過高會引起細胞中毒,破壞原生質(zhì)的膠體結(jié)構(gòu)。組織過度缺水引起脫落酸含量增加,刺激乙烯合成,加速器官衰老和脫落??刂剖?,保持產(chǎn)品品質(zhì),延長產(chǎn)品貯藏壽命。(洋蔥、大蒜、大白菜等例外

13、),盡管失水對產(chǎn)品造成損失,但是濕度過大也會促進腐敗微生物的生長,有時還會導致產(chǎn)品的開裂。,3. 降低耐貯性能 失水萎蔫破壞了園藝產(chǎn)品正常的代謝作用,使水解過程加強,細胞膨壓下降改變機械結(jié)構(gòu)特性,必然降低園藝產(chǎn)品的耐藏性和抗病性。,二、影響失水的因素 果蔬的失水快慢主要受產(chǎn)品自身和環(huán)境因素的影響。,(一) 園藝產(chǎn)品自身因素 :,1. 表面積比 表面積比是園藝產(chǎn)品器官的表面積與其重量或體積之比。表面積比值高的園藝產(chǎn)品蒸發(fā)失水多。葉表面積比大,失重要比果實快;而小果實、根或塊莖要比那些個大的水果蔬菜表面積比大,蒸發(fā)失水快,在貯藏過程中更容易萎蔫。由此,貯藏表面積大的產(chǎn)品要求相對濕度要大一些。,2.

14、 氣孔、皮孔和成熟度 園藝產(chǎn)品的水分主要是通過表皮層上的氣孔和皮孔蒸發(fā)。不同種類、品種和成熟度的果蔬,其氣孔、皮孔和表皮層的結(jié)構(gòu)不同。成熟葉片90的水分通過氣孔蒸發(fā)。許多果實和貯藏器官只有皮孔無氣孔,水分蒸發(fā)的速度取決于皮孔的數(shù)目、大小和蠟層的性質(zhì)。成熟果實水分的蒸發(fā)和氣體交換只能通過角質(zhì)層擴散。,3. 機械傷 園藝產(chǎn)品機械傷會加速產(chǎn)品失水。在組織生長和發(fā)育早期,傷口處可形成木栓化細胞,使傷口愈合,但產(chǎn)品的這種愈傷能力隨植物器官成熟而減小。,4. 細胞持水力 細胞中可溶性物質(zhì)和親水性膠體的含量與細胞的保水力有關(guān)。原生質(zhì)較多的親水膠體,可溶性物質(zhì)含量高,細胞具有較高的滲透壓,有利于細胞保水,阻止

15、水分向外滲透到細胞壁和細胞間隙。,(二)主要環(huán)境因素,1. 溫度 溫度可以影響飽和濕度。高溫下,水分移動速度快,細胞液粘度下降,水分子受的束縛力減??;溫度上升空氣飽和蒸汽壓上升,可容納的水蒸氣上升,所以產(chǎn)品容易失水。,2. 風速 失水與風速有關(guān),空氣流動會改變空氣的絕對濕度。在溫度不變的情況下, 空氣流動使飽和差加大,促進了蒸騰作用。風在園藝產(chǎn)品的表面流動得越快,產(chǎn)品失水就越多,因此在貯藏過程中限制產(chǎn)品周圍的空氣流動,就可以減少產(chǎn)品失水。,3. 空氣濕度 任何含水的物質(zhì),如園藝產(chǎn)品處于空氣中時,空氣中的含水量就會增加或減少,直到達到平衡為止。如果空氣中的濕度高,與產(chǎn)品的含水量達到平衡,那么產(chǎn)品

16、就不會失水;如果空氣干燥,濕度較低,產(chǎn)品就容易失水。大部分新鮮產(chǎn)品與周圍環(huán)境達到平衡時的相對濕度至少為97。,三、防止產(chǎn)品失水的措施,1. 打蠟或涂膜、包裝 園藝產(chǎn)品減少失水,最簡單的方法是塑料薄膜包裝,其次就是塑料箱或紙盒包裝。將產(chǎn)品裝在網(wǎng)眼袋中也有減少失水的效果,因為可提高產(chǎn)品周圍的空氣濕度。,2. 增加空氣濕度 增加空氣的相對濕度,是控制園藝產(chǎn)品失水的有效方法,這樣能減少產(chǎn)品和空氣間的水蒸氣壓差,使空氣達到飽和時則從產(chǎn)品中奪取的水分減少。,3. 使用夾層冷庫 冷庫由兩層墻壁組成,中間有冷空氣循環(huán),外層墻既隔熱又防潮,內(nèi)層墻不隔熱,將蒸發(fā)器放置夾層墻之間,通過傳層作用與庫內(nèi)進行熱交換。由于

17、蒸發(fā)器不在庫內(nèi),不會奪取產(chǎn)品中的水分而結(jié)霜。,第二節(jié) 呼吸代謝,采前主要生理是光合作用,采后主要是呼吸作用。 呼吸作用是指呼吸底物(respiration substrate) 在一系列酶的作用下, 將生物體內(nèi)的復雜有機物分解為簡單物質(zhì),吸收O2釋放CO2和能量的過程。 呼吸作用越強,貯藏壽命就越短。,(一)有氧呼吸和無氧呼吸 1.有氧呼吸(aerobic respiration) C6H12O6+6O26CO2+6H2O2.82106J(674kcal) 2.無氧呼吸(anaerobic respiration) C6H12O6 2C2H5OH+2CO20.089106J(24kcal),?

18、,一、呼吸作用,(一)呼吸供給園藝產(chǎn)品代謝的能量 有氧呼吸,是普遍認為的呼吸作用,被稱為“糖酵解三羧酸循環(huán)電子傳遞鏈途徑” 無氧呼吸特點: 產(chǎn)能少(比有氧呼吸產(chǎn)能少31倍,87.86KJ); 產(chǎn)生乙醇、乙醛等有害物質(zhì)導致細胞中毒。 減少無氧呼吸的方法:提高氧氣的濃度,減少缺氧呼吸產(chǎn)物。一般,氧氣的濃度:35,有氧呼吸很低,無氧呼吸不能產(chǎn)生,(二)呼吸基質(zhì)、呼吸商 呼吸基質(zhì) 糖類、蛋白質(zhì)、脂肪(經(jīng)分解后)、氨基酸等 呼吸商(RQ) 指呼吸作用中釋放的CO2與吸入的O2在容量上的比(CO2/O2)也稱呼吸系數(shù)。 根據(jù)測定的RQ值,可推斷呼吸基質(zhì)的種類,同時也可以判斷呼吸在質(zhì)方面發(fā)生的變化 。,(三

19、)呼吸與溫度 溫度是影響呼吸強度的重要因素,在一定溫度范圍內(nèi),每提高溫度10,園藝產(chǎn)品反應所加速的呼吸強度叫呼吸溫度系數(shù),即用常數(shù)Q10表示。 在一定的溫度范圍內(nèi)園藝產(chǎn)品的Q10值各異。溫度系數(shù)在010的范圍內(nèi)隨著溫度的升高而增大,Q10可高達7。但超過10,Q10值則反之,一般要降到23之間。超過35,呼吸強度下降,這是各種有關(guān)酶的活性受到抑制或破壞的緣故。高溫可導致組織缺氧,累積CO2在細胞內(nèi)為害代謝。,表22 一些蔬菜呼吸的溫度系數(shù)(Q10),溫度系數(shù)(Q10) : 是溫度每上升10,呼吸強度所增加的倍數(shù)。,(四) 影響呼吸強度的主要因素 除溫度的影響外,還有: 自身因素:包括生長地區(qū),

20、生產(chǎn)季節(jié)、發(fā)育年齡、成熟度、種類、品種 氣體成分:當降低O2濃度,提高CO2濃度,可抑制呼吸,不會影響正常代謝 機械傷:起呼吸增強,可能是引起乙烯產(chǎn)生的作用所致。 化學物質(zhì): 如氰化物、一氧化碳、氟化物、丙二酸鹽、碘乙酰鹽、二硝基酚等都會抑制園藝產(chǎn)品的呼吸強度。,二、園藝產(chǎn)品的呼吸高峰,呼吸趨勢(respiration drifts)指園藝產(chǎn)品在不同的生長發(fā)育階段呼吸強度的變化模式。幼齡時的園藝產(chǎn)品一般表現(xiàn)呼吸強度高,隨著成熟和衰老的進程而下降。,躍變型果實(climacteric fruits)或高峰型果實:進入完熟期時,其呼吸強度驟然提高,然后隨著果實衰老的進程而逐漸下降,如蘋果、芒果、獼

21、猴桃、柿子、無花果、番茄、香蕉等; 非躍變型果實(nonclimacteric fruits)或非高峰型:進入完熟期呼吸強度不提高, 一直保持在穩(wěn)定的低水平, 如柑橘類、葡萄、菠菜、草莓、黃瓜、荔枝等。,二、呼吸躍變,(respiratory climacteric),3.躍變型與非躍變型果蔬的特性比較,三、呼吸強度與貯藏壽命的關(guān)系,呼吸強度較高的果實比呼吸強度較低果實的貯藏壽命短,同種類不同品種也是這樣。在同一品種內(nèi),貯藏壽命與呼吸強度和貯藏溫度呈負相關(guān)的關(guān)系。貯藏壽命和呼吸強度取決于貯藏溫度,溫度愈高,呼吸強度就愈大,貯藏壽命就越短。,第三節(jié) 乙烯與園藝產(chǎn)品的成熟及衰老,一、乙烯的生理作用

22、及特性 (一)乙烯與呼吸高峰 對躍變型果實,乙烯可促進未成熟果的呼吸高峰提早到來,引起相應的成熟變化,但濃度對峰值沒有影響。且乙烯對呼吸作用的影響只有一次,而且必須是在果實成熟之前,一旦經(jīng)外源乙烯處理,果實內(nèi)源乙烯便有自動催化作用,加速果實的成熟。 對非呼吸躍變型果實,再很大濃度范圍內(nèi),乙烯濃度與呼吸強度成正比,而且在果實的整個發(fā)育過程中每施用一次乙烯都會有一個呼吸高峰出現(xiàn)。,(二)乙烯對園藝產(chǎn)品成熟與衰老的調(diào)節(jié) 乙烯是致熟因素!果實在發(fā)育期間都會產(chǎn)生微量的乙烯,而成熟期間躍變型果實產(chǎn)生的乙烯量比非躍變型的多得多。 躍變型果實在未成熟時乙烯含量很低,在果實進入成熟和呼吸高峰出現(xiàn)前乙烯含量開始增

23、加,并出現(xiàn)一個和呼吸高峰相類似的乙烯高峰,起動果實的成熟及果實內(nèi)部化學成分的變化。 只有在果實的內(nèi)源乙烯達到起動成熟的濃度之前,采用相應的措施才能夠延緩果實的后熟,延長果實的貯藏壽命。,(三)乙烯的作用機理 1.乙烯是一種小分子氣體、流動快、作用大 2.乙烯與金屬離子結(jié)合、競爭受體 3.乙烯促進蛋白質(zhì)合成及酶的活性 4.乙烯改變膜的透性,二、激素對乙烯作用的影響,吲哚乙酸(IAA)是成熟的抑制劑,同時又是乙烯生物合成的促進劑,在幼嫩組織中, 乙烯的合成與IAA有關(guān)。 乙烯處理也可促進脫落酸(ABA)含量上升。ABA可以促進番茄紅素的產(chǎn)生和酶的活性,促進果實轉(zhuǎn)色。 細胞激動素(IPA)與乙烯之間

24、存在特殊的對抗關(guān)系。,三、乙烯的產(chǎn)生及調(diào)控 (一)乙烯的生物合成過程,ACC在空氣中很快轉(zhuǎn)化為乙烯,ACC是乙烯生物合成的直接前體。,第四章 成熟與衰老及調(diào)控,一、成熟與衰老的概念 1. 成熟(maturation) 是指果實生長的最后階段,在此階段,果實充分長大,養(yǎng)分充分積累,已經(jīng)完成發(fā)育并達到生理成熟。 2.完熟(ripening) 是指果實達到成熟以后,即果實成熟的后期,果實內(nèi)發(fā)生一系列急劇的生理生化變化,果實表現(xiàn)出特有的顏色、風味、質(zhì)地,達到最適于食用階段。,第一節(jié) 園藝產(chǎn)品的成熟與衰老的表現(xiàn),成熟與衰老的表現(xiàn): 成熟表現(xiàn):含糖量增加,淀粉減少,含酸量降低,單寧減少而澀味減退,芳香物質(zhì)

25、和色素生成,葉綠素降解。有些果實表面呈現(xiàn)光澤。,衰老表現(xiàn): 1組織細胞老化失去補償和修復能力,胞間的物質(zhì)局部崩潰,細胞彼此松離,細胞間的物質(zhì)代謝和交換也減少; 2膜脂破壞,膜的透性增加,最終導致細胞崩潰及整個細胞死亡的過程。 果實的成熟是不可逆的變化過程。有些生理學家認為果實成熟是衰老的開始。有些成熟過程過渡到衰老是連續(xù)的,兩者不易分割。 生產(chǎn)上把植物組織最佳食用階段以后的品質(zhì)劣變或組織崩潰階段稱為衰老。,(一)顏色的變化 1葉綠素,2類胡蘿卜素,3花色素苷和其它多酚類物質(zhì),溫度,光照,PH,碳水化合物,(二)香氣的變化,香氣,成熟度,溫度,(三)味感的變化,糖、酸、固酸比、澀味,第二節(jié) 影響

26、成熟衰老的因素,一、內(nèi)因 (一)品種 不同品種由于遺傳背景不一致,受基因表達調(diào)控的影響,產(chǎn)生不同的結(jié)構(gòu)和化學成分,從而使成熟衰老表現(xiàn)進程不一樣。如果品中桃相對蘋果而言不容易抗衰老;而香石竹等花卉就比其它如月季等花卉抗擁有更長的瓶插壽命。 另外就是同一類型不同品種的成熟衰老進程也不一致。如柑橘的柚類,五布柚在9月上旬至10月中旬成熟,玉環(huán)柚10月中旬至10月下旬成熟,沙田柚11月中旬至11月下旬成熟。不同園藝產(chǎn)品的成熟和衰老進程受到遺傳控制,是品種固有特性決定的。,(二)內(nèi)源激素 雖然乙烯是影響園藝產(chǎn)品成熟衰老的主要因素,但是生長素、 細胞分裂素、 赤霉素和脫落酸(ABA)等內(nèi)源激素同樣對園藝產(chǎn)

27、品采后成熟衰老也起著關(guān)鍵的影響。,尤其是ABA,不論在躍變型果實還是非躍變型果實的成熟進程中,ABA均可能起著重要作用。陳尚武和張大鵬(2000)發(fā)現(xiàn)外源ABA處理金冠和新紅星蘋果能有效觸發(fā)發(fā)育晚期的蘋果果實系統(tǒng)II乙烯的合成,并使組織ACC合成酶與ACC氧化酶活力與乙烯合成同步增加;而當用ABA合成抑制劑處理蘋果時, 則能夠強烈抑制果實組織ABA的合成和ACC合成酶和氧化酶的活力,推遲系統(tǒng)II乙烯合成,顯著抑制果實貯藏后完熟軟化。陳昆松和李方(1999)在研究獼猴桃果實的后熟軟化表明ABA可能參與了果實軟化的啟動過程, 乙烯則對后熟軟化速率起主導作用,而抑制成熟衰老激素如IAA等的急劇下降,

28、則是實現(xiàn)ABA和乙烯等成熟衰老激素促進成熟衰老的前提條件之一。 生長素作為促生長激素,主要有抑制或延緩果實成熟衰老的作用。 如 Cohen et al.(1996)對番茄的研究表明,增加生長素的濃度可以延緩果實成熟。,二、機械損傷 機械損傷不僅會造成產(chǎn)品出現(xiàn)傷口,降低產(chǎn)品的抗性,增加病菌入侵的機會,而且果菜花受到機械損傷之后,在受傷部位呼吸作用將增強,并且產(chǎn)生乙烯,這種因受傷而產(chǎn)生的傷呼吸和傷乙烯會加快產(chǎn)品的損耗和刺激果菜花,加快成熟衰老。因此在采收及采后處理的各個環(huán)節(jié)中,應盡量避免造成機械損傷。,三、環(huán)境因子 (一)溫度 1、對呼吸作用的影響 在植物正常生活的條件下,溫度升高,酶活性增強,呼

29、吸強度相應增大,物質(zhì)消耗也增多。,5-35 之間,Q10一般為22.5,超過這個溫度范圍,過高或過低, 都會破壞正常的生理和呼吸代謝,呼吸強度反而會下降。果蔬呼吸的溫度系數(shù)常常是低溫范圍(010)比高溫范圍變化更大。 降低溫度則呼吸減緩,低溫還使躍變型果實的呼吸高峰延遲出現(xiàn),峰的高度降低,甚至不出現(xiàn)躍變高峰,貯藏壽命延長。 在低溫范圍內(nèi),溫度稍有波動也會使呼吸迅速增大而造成不良影響,同時溫度的波動還會導致空氣中的水分在果實表面凝結(jié)成水珠使果實腐爛,故在果蔬冷藏期間應嚴格維持穩(wěn)定的貯藏溫度;,溫度低于5甚至在產(chǎn)品冰點以下溫度貯藏,則會導致冷害或凍害的發(fā)生。當貯藏溫度高于35時,呼吸強度反而會下降

30、, 可能的原因有三方面:(1)高溫引起某些酶的變性或鈍化;(2)組織內(nèi)外氣體交換趕不上內(nèi)部氣體代謝的速度,造成組織內(nèi)部O2虧缺和CO2積累,而使呼吸受到抑制;(3)呼吸底物不能滿足高速度呼吸的需要而呈饑餓狀態(tài).,2、對水分的影響 溫度是決定水分蒸發(fā)快慢的主要因素,溫度愈高,蒸發(fā)越快。 在高溫條件下,水分子的移動加速;細胞液內(nèi)膠體物質(zhì)的粘性降低,使細胞中的水分子容易自由移動而蒸發(fā);高溫下單位體積能容納的水蒸氣量增大,植物組織內(nèi)外蒸汽壓差增大,蒸發(fā)加快。 在一定的相對濕度下,溫度低,水分蒸發(fā)慢,有利于緩和果實的衰老過程。,3、對乙烯的影響 乙烯產(chǎn)生的速度和其作用與溫度密切有關(guān),果實采收后快速降低并

31、維持在一個適宜的溫度,可以抑制乙烯促進衰老的作用。,4、對病原微生物的影響 低溫還能抑制致病微生物的生長,在一定的范圍內(nèi),高溫會使微生物的生命活動加強,增強其破壞能力,使產(chǎn)品的抗病性下降,貯藏期間腐爛率增大。,(二)相對濕度 一般說來,相對濕度高,水分含量增多,果實生理活性強,呼吸加快。 提高庫內(nèi)的相對濕度可以有效地降低果實水分蒸發(fā), 避免由于萎蔫產(chǎn)生各種不良的生理效應。切花過度失水會造成過早的衰老和凋萎。但是,也不是所有的水果都適宜于高濕度貯藏。,(三)氣體成分 在氣調(diào)貯藏環(huán)境中,大幅度降低O2分壓,提高CO2分壓, 會明顯降低產(chǎn)品的呼吸強度和乙烯的產(chǎn)生。 低氧濃度可能的生理效應:降低呼吸強

32、度和基質(zhì)的氧化;成熟被阻延因而商品壽命得到延長;葉綠素的降解被抑制;減少乙烯的產(chǎn)生;降低抗壞血酸的損失;減少腐爛;低氧使微生物的生長受到抑制,尤其是好氧性菌的活性下降。,高濃度二氧化碳一般會導致下列生理變化:改變呼吸高峰的型式;降低導致成熟的合成反應(如蛋白質(zhì),色素合成);抑制某些酶的活性;干擾有機酸的代謝,特別是導致琥珀酸積累;減弱果膠物質(zhì)的分解;抑制葉綠素的合成和果實的脫綠,特別是早采果實的脫綠;減少揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生。,高二氧化碳傷害癥狀:,表皮凹陷和產(chǎn)生褐色斑點,低氧傷害,癥狀: 表皮局部組織下 陷和產(chǎn)生褐色斑 點,有的果實不 能正常成熟,并 有異味。,四、病原微生物 園藝產(chǎn)品采后病害是

33、指園藝產(chǎn)品由于病原微生物的入侵而引致園藝產(chǎn)品腐爛變質(zhì)的病害,它可相互傳播,有侵染過程,是園藝產(chǎn)品和病原菌在一定環(huán)境下相互作用的結(jié)果。認識病害的發(fā)生發(fā)展規(guī)律,必須了解病害發(fā)生發(fā)展的各個環(huán)節(jié),并深入分析病原菌、寄主和環(huán)境條件三個因素在各個環(huán)節(jié)中的相互作用。,1.蘋果炭疽?。ˋpple bitter rot),蘋果炭疽病病斑中間生密集小黑點,蘋果炭疽病分生孢子,蘋果炭疽病病果,炭疽病斑分泌肉紅色孢子團,果品蔬菜主要侵染性病害實例,2.蘋果輪紋?。ˋpple ring rot),輪紋病病斑后期產(chǎn)生稀疏小斑點,蘋果輪紋病病斑及病部剖面呈柱體狀擴展,蘋果輪紋病病果,果品蔬菜主要侵染性病害實例,3 .蘋果霉

34、腐病,蘋果 霉腐病,蘋果霉腐病果心霉腐,果品蔬菜主要侵染性病害實例,1園藝產(chǎn)品采后病害病原菌的種類 園藝產(chǎn)品的病原菌包括真菌、細菌和病毒,但貯運期間病害的病原菌絕大多數(shù)是真菌和細菌。病原菌侵入園藝產(chǎn)品后有多種攝取營養(yǎng)的方式,如:專性寄生;兼性寄生;專性腐生。危害采后園藝產(chǎn)品的病原菌中以兼性寄生菌與腐生菌居多。水果在貯運期間的侵染性病害,幾乎全由真菌引起,一般認為這與水果組織多呈酸性不宜細菌生長有關(guān)。而細菌則是蔬菜和花卉腐敗的重要病原菌。,2菌源 園藝產(chǎn)品采后病害的菌源主要有 (1)產(chǎn)品上攜帶的帶菌土壤和病原菌; (2)田間已被侵染但未表現(xiàn)癥狀的園藝產(chǎn)品; (3)田間已被侵染并已發(fā)病卻混進貯藏庫

35、的園藝產(chǎn)品; (4)分布在貯藏庫及工具上的某些腐生菌或弱寄生菌,3病原菌的數(shù)量和園藝產(chǎn)品成熟衰老的關(guān)系 一般帶菌數(shù)量大,擴展蔓延就較快,就容易突破寄主的防御系統(tǒng),園藝產(chǎn)品成熟衰老就快或較嚴重。原則上講,病原菌的每一個體都有侵染潛力,但實際上除少數(shù)例外,多數(shù)病原菌的單個個體很難成功地侵染植物。如在番茄上產(chǎn)生一個病斑,晚疫病菌需要15個孢子;在成熟蘋果上接種炭疽病菌(Glomerella cingulata),當孢子懸液中孢子數(shù)為每毫升107個時發(fā)病率65%,106個為25%,103104個時不發(fā)?。∟oe,1982)。采前栽培管理措施直接關(guān)系到產(chǎn)品帶菌的種類和數(shù)量,采后處理及時與否也直接關(guān)系到處

36、理效果的好壞,從而直接影響園藝產(chǎn)品的成熟與衰老。,第三節(jié) 調(diào)控成熟與衰老的方法,一、. 采后生物技術(shù) 生物技術(shù)(Biotechnology): 也稱為生物工程(Bioengineering),通常理解為利用生物有機體或其組成部分在離體條件理發(fā)展新產(chǎn)品或新工藝的技術(shù)體系。其內(nèi)容包括基因工程(Genetic engineering)、酶工程(Enzyme engineering)、細胞工程 (Cell engineering) 和發(fā)酵工程 ( Fermentation engineering), 現(xiàn)在也有將蛋白質(zhì)工程(Protein engineering)單獨提出.在園藝產(chǎn)品采后一切主要用到的有

37、基因工程和細胞工程。目前生物技術(shù)是調(diào)控園藝產(chǎn)品成熟和衰老的前沿技術(shù)。,(一)組織和細胞培養(yǎng)是園藝植物生物技術(shù)的基礎(chǔ)平臺 植物細胞全能性(Totipotency) 正是有了植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展和成熟,有了這樣一個離體無菌的技術(shù)平臺,人們才有可能進行今天的轉(zhuǎn)基因研究,和體細胞雜交等研究??梢哉f,組織培養(yǎng)技術(shù)是植物生物技術(shù)的基本平臺,一個作物組織培養(yǎng)技術(shù)的成熟程度可以影響其基因工程的進展。,(二)基因工程技術(shù)是園藝生物技術(shù)的核心 基因工程: 是指在基因水平上,采用與工程設計十分類似的方法,按照人類的需要進行設計,創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系,并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代?;蚬こ痰暮诵募夹g(shù)是DN

38、A的重組技術(shù),其主要內(nèi)容包括:目標基因的分離,重組載體的構(gòu)建,外源基因的轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化體的篩選,轉(zhuǎn)化體的再生與分子鑒定,轉(zhuǎn)基因植株的田間表現(xiàn)。在園藝產(chǎn)品采后環(huán)節(jié)應用最成功的是反義基因技術(shù)(Antisense technique): 將目標基因反向連接在啟動子后面,再培育出轉(zhuǎn)基因植株, 由于反義載體轉(zhuǎn)錄出的RNA與生物體自身的RNA反向互補,形成雙鏈從而阻止了目標基因的表達。其特點是:專一調(diào)節(jié)某一基因的表達,顯性表達,可穩(wěn)定遺傳,對外植體遺傳背景要求不高。,1983年,世界上首批轉(zhuǎn)基因煙草和馬鈴薯問世; 1986年,首批轉(zhuǎn)基因植物進入田間實驗; 1993年,轉(zhuǎn)基因番茄在美國面市。2001 年全球轉(zhuǎn)基

39、因作物種植面積超過 5,000 萬公頃, 2002 年更是創(chuàng)出了歷史新高,達 5867 萬公頃。全世界大豆的45%,玉米的11%,棉花的20%以及11%的油菜面積是轉(zhuǎn)基因品種。在美國則分別達75%的大豆,34%的玉米以及71%的棉花為轉(zhuǎn)基因品種。 2004年美國種植的大豆中,將有86%為轉(zhuǎn)基因品種,高于2003年的81%和2002年的75%。,(三)細胞工程初顯應用潛力 20世紀70年代初,煙草種間細胞融合獲得體細胞雜種的報道給園藝作物遺傳改良提供了一條新途徑,幾年后,番茄與土豆的融合得到再生植株,盡管該雜種沒有達到上結(jié)番茄下結(jié)土豆的預期效果, 但畢竟人們在突破植物親緣關(guān)系等原因造成的生殖隔離

40、方面向前邁進了一步。在所有植物中,目前仍然堅持體細胞雜交研究, 而且與育種緊密結(jié)合的園藝作物主要是柑橘。柑橘作為木本果樹,除了存在與其它果樹一樣具有育種周期長、樹體占地面積大等問題外,還存在珠心胚干擾、性器官敗育等育種障礙。細胞融合技術(shù)為柑橘不同種甚至屬間遺傳重組提供了可能。1985年,Ohgawara報道了首例柑橘體細胞雜種,之后、美國、中國等國的實驗室報道成功。如今,一直堅持在研究的主要有美國佛羅里達大學柑橘研究與教育中心,華中農(nóng)業(yè)大學等單位。迄今, 已獲得了近300例柑橘種間和屬間的體細胞雜種植物。其中部分組合的四倍體果實表現(xiàn)出易剝皮、較耐運輸?shù)葍?yōu)良的采后生物學特性;利用這些雜種植株培育

41、出一批組合的三倍體后代,在華中農(nóng)業(yè)大學最早獲得的三倍體后代已經(jīng)結(jié)果。蘋果的融合研究在20是世紀80年代末期報道成功,后來研究很少。目前,已有的體細胞雜種還沒有一例作為品種直接應用于生產(chǎn),主要作為進一步雜交的親本使用。華中農(nóng)業(yè)大學鄧秀新等利用體細胞雜種花粉給二倍體有籽柚子品種授粉,當年可以使種子敗育,獲得癟籽或無籽果實,這一技術(shù)獲得了國家技術(shù)發(fā)明專利,開創(chuàng)了體細胞雜種直接應用于生產(chǎn)的先河。,(四)基因克隆與遺傳轉(zhuǎn)化方興未艾 生物技術(shù)最熱的領(lǐng)域當屬遺傳轉(zhuǎn)化和基因可隆研究。自20世紀80年代初世界首例轉(zhuǎn)基因植物問世以來,轉(zhuǎn)基因的作物種類不斷增加, 栽培面積不斷擴大。 園藝作物中,番茄、白菜、香蕉、木

42、瓜、番木瓜、柑橘、蘋果、香石竹等均獲得了轉(zhuǎn)基因植株。 Pena將擬南芥的LEAFY和APETALA1基因轉(zhuǎn)入柑橘中,植株當年就開花。轉(zhuǎn)基因技術(shù)突破了物種的界限,轉(zhuǎn)移有利的基因,使遠緣植物間可以進行基因的交流,如果說20世紀70年代建立起來的細胞融合技術(shù)在一定程度打破了物種之間的生殖隔離的話,轉(zhuǎn)基因技術(shù)則打破了所有生物的界限,從技術(shù)上提供了一個人類創(chuàng)造新生命類型的手段。正如前面所提的那樣,園藝作物特別是一些鮮食的園藝作物,轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性更加引起人們的關(guān)注和擔心,相對而言, 觀賞類植物以及果樹的砧木轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品人們擔心(對自身)會小一些。也可能是這方面的原因,全世界得到生產(chǎn)釋放的首例轉(zhuǎn)基因作物就

43、是園藝作物中的番茄,但目前栽培面積最大的轉(zhuǎn)基因作物不是園藝作物。我國園藝作物轉(zhuǎn)基因研究目前在很多單位開展。華中農(nóng)業(yè)大學轉(zhuǎn)基因耐貯藏番茄華番一號(商品名百日鮮)是我國第一個生產(chǎn)釋放的轉(zhuǎn)基因作物;華中農(nóng)業(yè)大學獲得的轉(zhuǎn)基因耐貯藏香石竹和抗蟲菊花等都表現(xiàn)出良好的應有前景;果樹中第一例轉(zhuǎn)基因品種也在番木瓜上審定通過。,基礎(chǔ)理論研究方面,調(diào)控躍變型園藝產(chǎn)品采后乙烯合成與利用研究一直是植物生物技術(shù)領(lǐng)域的代表性研究成果之一,現(xiàn)已將番茄乙烯信號轉(zhuǎn)導作為植物信號研究的模式體系;另外,植物功能基因組學、代謝組學及蛋白質(zhì)組學等新成果或與之相關(guān)的新技術(shù)也正被應于采后生物學研究,為我們認識園藝產(chǎn)品采后生命活動提供了強有力的技術(shù)手段,使人們在認識園藝產(chǎn)品采成成熟與衰老相關(guān)酶類(如乙烯生物合成相關(guān)的基因:ACS、ACO;乙烯受體蛋白基因:ETR; 果實軟化相關(guān)的基因多聚半乳糖醛酸酶:PG,果膠甲脂酶: PE,-半乳糖苷酶,木聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶:XET,纖維素酶,擴展蛋白;碳水化合物代謝相關(guān)的酶淀粉酶,蔗糖磷酶合成酶:SPS;植物脂氧合酶:LOX等);產(chǎn)品香氣形成、維生素合成及次生代謝等方面都有了突破性的進展。,正如前面所提的那樣,生物技術(shù)是一個發(fā)展的概念,同樣園藝生物技術(shù)也是一個不斷發(fā)展的領(lǐng)域。由于生物技術(shù)的巨大潛力, 影響面大,效益顯著,世界各國都十分重視生物技術(shù)的研究開發(fā)。其目的是要以最小的投入獲

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