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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- DNP對(duì)采后龍眼果皮脂氧合酶活性和膜脂脂肪酸組分的影響
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 果皮褐變是龍眼采后品質(zhì)劣變最為突出的問(wèn)題，嚴(yán)重影響果實(shí)的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值，是限制龍眼長(zhǎng)期貯藏和遠(yuǎn)距離運(yùn)銷的主要因素。目前對(duì)龍眼采后果皮褐變的生理機(jī)制所知甚少。因此，很有必要深入研究龍眼采后果皮褐變機(jī)理，為控制龍眼果皮褐變，延長(zhǎng)其保鮮期提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。 本論文研究龍眼果實(shí)采后貯藏過(guò)程中膜脂組分和功能變化及其與采后果皮褐變發(fā)生的相關(guān)性，同時(shí)研究龍眼果實(shí)經(jīng)DNP處理后，果皮褐變發(fā)生與細(xì)胞膜系統(tǒng)組分和功能變化的關(guān)系。
- 詳細(xì)介紹：
- 在正常情況下，植物的褐變底物(酚類物質(zhì))分布于液泡中，而促進(jìn)褐變的酚酶(如多酚氧化酶，PPO)則位于質(zhì)體、線粒體等細(xì)胞器內(nèi)膜和細(xì)胞膜及細(xì)胞質(zhì)中，呈區(qū)室化分布，防止褐變底物(酚類物質(zhì))和酚酶的接觸，可避免正常組織中酶促褐變的發(fā)生。酚類物質(zhì)、PPO在細(xì)胞中的區(qū)室化分布是通過(guò)一系列膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。采后果實(shí)衰老和失水、低溫冷害、熱傷害、機(jī)械損傷、高CO2傷害、低O2傷害、能量虧缺等逆境脅迫可誘導(dǎo)膜脂過(guò)氧化作用的發(fā)生，改變細(xì)胞膜膜脂脂肪酸組分及其飽和程度，加速細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性的破壞，引起膜系統(tǒng)區(qū)室化功能喪失，導(dǎo)致酚酶和褐變底物接觸，引起果實(shí)褐變發(fā)生。 本論文研究結(jié)果表明，經(jīng)DNP處理的龍眼果實(shí)的果皮LOX活性升高，膜脂脂肪酸組分中的亞油酸(C18:2)、亞麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不飽和脂肪酸的組分下降，而棕櫚酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)等飽和脂肪酸的組分增加，脂肪酸不飽和指數(shù)(IUFA)和脂肪酸不飽和度下降，果皮細(xì)胞膜透性和褐變指數(shù)增加。因此認(rèn)為，DNP促進(jìn)龍眼果實(shí)果皮褐變可能是由于LOX活性提高，促進(jìn)了膜脂不飽和脂肪酸的降解而破壞膜系統(tǒng)完整性，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞, 使酚酶(PPO)與酚類物質(zhì)接觸，酚類物質(zhì)發(fā)生氧化的結(jié)果。
作品專業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 目的：旨在了解呼吸解偶聯(lián)劑DNP對(duì)龍眼采后果皮脂氧合酶活性、膜脂脂肪酸組分和細(xì)胞膜透性的影響及其與果皮褐變的關(guān)系，為龍眼采后果皮褐變發(fā)生的生理機(jī)制提供新的科學(xué)依據(jù)。 基本思路：確定龍眼果皮細(xì)胞膜膜脂主要組分，了解龍眼果實(shí)采后貯藏過(guò)程中膜脂組分和功能變化及其與采后果皮褐變發(fā)生的相關(guān)性。同時(shí)研究龍眼果實(shí)經(jīng)DNP處理后，果皮褐變發(fā)生與細(xì)胞膜系統(tǒng)組分和功能變化的關(guān)系。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：在正常情況下，植物的酚類物質(zhì)和酚酶呈區(qū)室化分布而不發(fā)生褐變。在果實(shí)褐變中膜系統(tǒng)區(qū)室化功能被破壞，導(dǎo)致酚類物質(zhì)和酚酶接觸而發(fā)生酶促褐變。 先進(jìn)性：國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)DNP處理對(duì)龍眼果皮細(xì)胞膜系統(tǒng)組分和功能變化及其與褐變發(fā)生的關(guān)系的報(bào)道。 獨(dú)特之處：本作品首次闡明DNP處理導(dǎo)致的能量虧缺和細(xì)胞區(qū)室化功能喪失在龍眼果實(shí)采后果皮褐變發(fā)生中的作用及其因果關(guān)系。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 果皮褐變是龍眼采后品質(zhì)劣變最為突出的問(wèn)題，嚴(yán)重影響果實(shí)的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值，是限制龍眼長(zhǎng)期貯藏和遠(yuǎn)距離運(yùn)銷的主要因素。本作品旨在了解DNP在龍眼果皮褐變發(fā)生中的作用，為闡明龍眼采后果皮褐變發(fā)生的生理機(jī)制提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為控制龍眼果皮褐變，延長(zhǎng)其保鮮期提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- DNP處理導(dǎo)致龍眼果皮細(xì)胞膜透性、LOX活性和褐變指數(shù)增加，膜脂脂肪酸組分中的棕櫚酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)等飽和脂肪酸的組分增加，亞油酸(C18:2)、亞麻酸(C18:3)和花生一烯酸(C20:1)等不飽和脂肪酸的組分下降，脂肪酸不飽和指數(shù)和脂肪酸不飽和度下降。研究結(jié)果認(rèn)為，DNP促進(jìn)了龍眼果實(shí)果皮褐變可能是由于提高了LOX活性，促進(jìn)了膜脂不飽和脂肪酸的降解而引起膜系統(tǒng)完整性受損，最終導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的破壞, 使酚酶與酚類物質(zhì)接觸而引起酚類物質(zhì)氧化的結(jié)果。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
參考文獻(xiàn)
- [1]林河通,等. 果實(shí)貯藏期間的酶促褐變.福州大學(xué)學(xué)報(bào),2002,30:696-703. [2]林河通，席玙芳，陳紹軍. 龍眼果實(shí)采后失水果皮褐變與活性氧及酚類代謝的關(guān)系. 植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2005，31（3）：287-297. [3]林河通，陳 蓮，孔祥佳，席玙芳. 包裝對(duì)龍眼果實(shí)貯藏期間果皮失水褐變和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，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.
同類課題研究水平概述
- 果皮褐變是龍眼采后品質(zhì)劣變最為突出的問(wèn)題，目前對(duì)龍眼采后果皮褐變的生理機(jī)制所知甚少。林河通等研究表明，采后失水引起龍眼果皮褐變與細(xì)胞膜系統(tǒng)膜脂過(guò)氧化作用加強(qiáng)、細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性破壞密切相關(guān)；而采用聚乙烯薄膜袋密封包裝處理可減輕龍眼果皮膜脂過(guò)氧化作用、保持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，從而抑制龍眼果皮褐變的發(fā)生。胡位榮等報(bào)道，由脂氧合酶(LOX)主導(dǎo)的膜脂過(guò)氧化作用引起的膜結(jié)構(gòu)破壞可能在荔枝果實(shí)褐變中起重要作用。Jackson等報(bào)道，經(jīng)呼吸解偶聯(lián)劑2,4-二硝基苯酚(DNP)處理后的大麥根膜酯脂肪酸中的棕櫚酸(C16:0)和油酸(C18:1)含量增加，亞油酸(C18:2)和油酸(C18:1)的比值降低。由于脂類是細(xì)胞膜的主要組成部分，細(xì)胞膜脂肪酸成分的變化可能會(huì)改變膜的生物物理和生物化學(xué)特性，改變膜區(qū)室化功能和細(xì)胞膜透性。目前，有關(guān)龍眼果皮褐變與細(xì)胞膜脂肪酸組分變化關(guān)系的研究未見(jiàn)報(bào)道。
