基本信息
- 项目名称：
- DNP对采后龙眼果皮脂氧合酶活性和膜脂脂肪酸组分的影响
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 果皮褐变是龙眼采后品质劣变最为突出的问题，严重影响果实的外观品质和商品价值，是限制龙眼长期贮藏和远距离运销的主要因素。目前对龙眼采后果皮褐变的生理机制所知甚少。因此，很有必要深入研究龙眼采后果皮褐变机理，为控制龙眼果皮褐变，延长其保鲜期提供理论依据和实践指导。 本论文研究龙眼果实采后贮藏过程中膜脂组分和功能变化及其与采后果皮褐变发生的相关性，同时研究龙眼果实经DNP处理后，果皮褐变发生与细胞膜系统组分和功能变化的关系。
- 详细介绍：
- 在正常情况下，植物的褐变底物(酚类物质)分布于液泡中，而促进褐变的酚酶(如多酚氧化酶，PPO)则位于质体、线粒体等细胞器内膜和细胞膜及细胞质中，呈区室化分布，防止褐变底物(酚类物质)和酚酶的接触，可避免正常组织中酶促褐变的发生。酚类物质、PPO在细胞中的区室化分布是通过一系列膜系统实现的。采后果实衰老和失水、低温冷害、热伤害、机械损伤、高CO2伤害、低O2伤害、能量亏缺等逆境胁迫可诱导膜脂过氧化作用的发生，改变细胞膜膜脂脂肪酸组分及其饱和程度，加速细胞膜结构完整性的破坏，引起膜系统区室化功能丧失，导致酚酶和褐变底物接触，引起果实褐变发生。 本论文研究结果表明，经DNP处理的龙眼果实的果皮LOX活性升高，膜脂脂肪酸组分中的亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不饱和脂肪酸的组分下降，而棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)等饱和脂肪酸的组分增加，脂肪酸不饱和指数(IUFA)和脂肪酸不饱和度下降，果皮细胞膜透性和褐变指数增加。因此认为，DNP促进龙眼果实果皮褐变可能是由于LOX活性提高，促进了膜脂不饱和脂肪酸的降解而破坏膜系统完整性，最终导致细胞膜结构的破坏, 使酚酶(PPO)与酚类物质接触，酚类物质发生氧化的结果。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：旨在了解呼吸解偶联剂DNP对龙眼采后果皮脂氧合酶活性、膜脂脂肪酸组分和细胞膜透性的影响及其与果皮褐变的关系，为龙眼采后果皮褐变发生的生理机制提供新的科学依据。 基本思路：确定龙眼果皮细胞膜膜脂主要组分，了解龙眼果实采后贮藏过程中膜脂组分和功能变化及其与采后果皮褐变发生的相关性。同时研究龙眼果实经DNP处理后，果皮褐变发生与细胞膜系统组分和功能变化的关系。
科学性、先进性及独特之处
- 科学性：在正常情况下，植物的酚类物质和酚酶呈区室化分布而不发生褐变。在果实褐变中膜系统区室化功能被破坏，导致酚类物质和酚酶接触而发生酶促褐变。 先进性：国内外未见DNP处理对龙眼果皮细胞膜系统组分和功能变化及其与褐变发生的关系的报道。 独特之处：本作品首次阐明DNP处理导致的能量亏缺和细胞区室化功能丧失在龙眼果实采后果皮褐变发生中的作用及其因果关系。
应用价值和现实意义
- 果皮褐变是龙眼采后品质劣变最为突出的问题，严重影响果实的外观品质和商品价值，是限制龙眼长期贮藏和远距离运销的主要因素。本作品旨在了解DNP在龙眼果皮褐变发生中的作用，为阐明龙眼采后果皮褐变发生的生理机制提供科学依据，同时为控制龙眼果皮褐变，延长其保鲜期提供理论依据和实践指导。
学术论文摘要
- DNP处理导致龙眼果皮细胞膜透性、LOX活性和褐变指数增加，膜脂脂肪酸组分中的棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)等饱和脂肪酸的组分增加，亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不饱和脂肪酸的组分下降，脂肪酸不饱和指数和脂肪酸不饱和度下降。研究结果认为，DNP促进了龙眼果实果皮褐变可能是由于提高了LOX活性，促进了膜脂不饱和脂肪酸的降解而引起膜系统完整性受损，最终导致细胞膜结构的破坏, 使酚酶与酚类物质接触而引起酚类物质氧化的结果。
获奖情况
- 无
鉴定结果
参考文献
- [1]林河通,等. 果实贮藏期间的酶促褐变.福州大学学报,2002,30:696-703. [2]林河通，席玙芳，陈绍军. 龙眼果实采后失水果皮褐变与活性氧及酚类代谢的关系. 植物生理与分子生物学学报，2005，31（3）：287-297. [3]林河通，陈 莲，孔祥佳，席玙芳. 包装对龙眼果实贮藏期间果皮失水褐变和细胞超微结构的影响. 农业工程学报，2007，23(12):237-241. [4]Jiang Y M,Zhang Z Q,Joyce D C,et al. Postharvest biology and handling of longan fruit(Dimocarpus longan Lour) [J].Postharv Biol Techn,2002,26(3):241-252. [5]Su X G, Jiang Y M, Duan X W, et al. Effects of pure oxygen on the rate of skin browning and energy status in longan fruit [J]. Food Techn Biotechn, 2005, 43(4): 359-365.
同类课题研究水平概述
- 果皮褐变是龙眼采后品质劣变最为突出的问题，目前对龙眼采后果皮褐变的生理机制所知甚少。林河通等研究表明，采后失水引起龙眼果皮褐变与细胞膜系统膜脂过氧化作用加强、细胞膜结构完整性破坏密切相关；而采用聚乙烯薄膜袋密封包装处理可减轻龙眼果皮膜脂过氧化作用、保持细胞膜结构的完整性，从而抑制龙眼果皮褐变的发生。胡位荣等报道，由脂氧合酶(LOX)主导的膜脂过氧化作用引起的膜结构破坏可能在荔枝果实褐变中起重要作用。Jackson等报道，经呼吸解偶联剂2,4-二硝基苯酚(DNP)处理后的大麦根膜酯脂肪酸中的棕榈酸(C16:0)和油酸(C18:1)含量增加，亚油酸(C18:2)和油酸(C18:1)的比值降低。由于脂类是细胞膜的主要组成部分，细胞膜脂肪酸成分的变化可能会改变膜的生物物理和生物化学特性，改变膜区室化功能和细胞膜透性。目前，有关龙眼果皮褐变与细胞膜脂肪酸组分变化关系的研究未见报道。
