探明诱发果实衰老的诱因

衰老是继成熟之后果实生命过程的重要阶段，直接影响果实采后品质保持。因此，探明诱发果实衰老的诱因对研制有效的保鲜技术至关重要。

“我们从人体衰老机制的研究中得到了启发。”田世平告诉记者，“许多研究证明了活性氧（ROS）是诱发生物体衰老的重要因子，ROS易攻击蛋白质等生物大分子，使其发生降解或失去生物学活性，而ROS的作用机制一直是亟待探明的科学问题。”

课题组系统研究了果实衰老过程中线粒体蛋白的表达变化，发现在促发ROS产生的氧化胁迫下，许多重要的线粒体蛋白（线粒体外膜蛋白、三羧酸循环相关蛋白以及抗氧化酶蛋白等）将出现氧化损伤，特别是外膜通道蛋白porin的异常变化导致线粒体膜电位改变、外膜破损，破坏线粒体功能，加速果实衰老进程。

课题组首次揭示了线粒体外膜蛋白porin是ROS攻击的靶标，并明确了参与果实衰老应答的线粒体蛋白种类、功能及其在线粒体上的分布。

这些结果说明线粒体蛋白的氧化损伤改变了蛋白质原有的生物学功能是促发果实衰老的重要诱因，ROS是通过氧化修饰特定线粒体蛋白，诱发氧化损伤来促发果实衰老。

此外，衰老也降低果实自身的免疫力，使果实容易感染各种病害。为了提高果实自身抗病性和抵御病原菌侵染，课题组还系统研究了水杨酸、茉莉酸甲酯、草酸等外源信号分子对果实衰老抑制和抗病性诱导的效果及其作用机制，发现这些信号分子是通过抑制乙烯合成途径的关键酶活性降低乙烯释放量和呼吸速率，抑制叶绿素的降解，从而延缓衰老；此外，还通过诱发PR和抗氧化蛋白和相关基因的表达，提高果实的免疫力，抵御病原菌侵染。

这些结果首次证明植物信号分子对果实抗性诱导的作用，明确了它们的最佳使用浓度，并解析了其诱导果实抗性的作用机制。

找到了果实腐烂衰败的原因后，对研制防病保鲜新技术、减少果实采后损失提供了理论指导。如今，田世平课题组的研究成果已经在国内多个省市得到应用。

据了解，目前果实保鲜一般有传统冷库、气调保鲜库以及1-MCP等方法。

与传统冷藏库不同，气调保鲜库是人为控制贮藏库中氮气、氧气、二氧化碳的比例，通过降低氧浓度和提高二氧化碳浓度来抑制贮藏库中果蔬产品的呼吸强度，延缓其新陈代谢过程，达到保鲜效果。

气调库效果虽好，但对操作技能要求很高，如果贮藏库中氧气和二氧化碳比例的调控出现偏差，就会伤害果实，便不能达到保鲜效果。而且，一旦开库出货，外界空气进入仓库，改变了气调库原有的氧和二氧化碳浓度，也会影响贮藏效果。

“水果的贮藏要在一个恒定的环境，如果频繁的开关门，会影响品质。”田世平说。

1-MCP是近年来发现的一种新型乙烯受体抑制剂，它能与乙烯受体结合，从而阻断乙烯的生物合成。在国外, 1-MCP做为花卉果蔬保鲜剂已得到广泛应用。

将1-MCP与低温贮藏相配合，可以降低贮藏成本，保持果实品质，而且1-MCP具有无毒、低量、高效等优点,在果蔬贮藏保鲜上有着广阔的发展前景。课题组与陕西华圣果业集团公司合作，将1-MCP保鲜技术应用于苹果采后贮藏，不仅提高苹果的保鲜效果，还降低成本。该项技术还推广应用到国内多个水果基地，大大提高了水果的保鲜效果。

“在保鲜理论的指导下，我们根据不同果实生理特点研发的保鲜技术，已经在多种水果上应用，果实的保鲜延长了，而且风味十分好，你甚至可以看到，在长时间保存后葡萄梗上的绿色依然翠绿。”田世平说。