探明誘發果實衰老的誘因

衰老是繼成熟之后果實生命過程的重要階段，直接影響果實采后品質保持。因此，探明誘發果實衰老的誘因對研制有效的保鮮技術至關重要。

“我們從人體衰老機制的研究中得到了啟發。”田世平告訴記者，“許多研究證明了活性氧（ROS）是誘發生物體衰老的重要因子，ROS易攻擊蛋白質等生物大分子，使其發生降解或失去生物學活性，而ROS的作用機制一直是亟待探明的科學問題。”

課題組系統研究了果實衰老過程中線粒體蛋白的表達變化，發現在促發ROS產生的氧化脅迫下，許多重要的線粒體蛋白（線粒體外膜蛋白、三羧酸循環相關蛋白以及抗氧化酶蛋白等）將出現氧化損傷，特別是外膜通道蛋白porin的異常變化導致線粒體膜電位改變、外膜破損，破壞線粒體功能，加速果實衰老進程。

課題組首次揭示了線粒體外膜蛋白porin是ROS攻擊的靶標，并明確了參與果實衰老應答的線粒體蛋白種類、功能及其在線粒體上的分布。

這些結果說明線粒體蛋白的氧化損傷改變了蛋白質原有的生物學功能是促發果實衰老的重要誘因，ROS是通過氧化修飾特定線粒體蛋白，誘發氧化損傷來促發果實衰老。

此外，衰老也降低果實自身的免疫力，使果實容易感染各種病害。為了提高果實自身抗病性和抵御病原菌侵染，課題組還系統研究了水楊酸、茉莉酸甲酯、草酸等外源信號分子對果實衰老抑制和抗病性誘導的效果及其作用機制，發現這些信號分子是通過抑制乙烯合成途徑的關鍵酶活性降低乙烯釋放量和呼吸速率，抑制葉綠素的降解，從而延緩衰老；此外，還通過誘發PR和抗氧化蛋白和相關基因的表達，提高果實的免疫力，抵御病原菌侵染。

這些結果首次證明植物信號分子對果實抗性誘導的作用，明確了它們的最佳使用濃度，并解析了其誘導果實抗性的作用機制。

找到了果實腐爛衰敗的原因后，對研制防病保鮮新技術、減少果實采后損失提供了理論指導。如今，田世平課題組的研究成果已經在國內多個省市得到應用。

據了解，目前果實保鮮一般有傳統冷庫、氣調保鮮庫以及1-MCP等方法。

與傳統冷藏庫不同，氣調保鮮庫是人為控制貯藏庫中氮氣、氧氣、二氧化碳的比例，通過降低氧濃度和提高二氧化碳濃度來抑制貯藏庫中果蔬產品的呼吸強度，延緩其新陳代謝過程，達到保鮮效果。

氣調庫效果雖好，但對操作技能要求很高，如果貯藏庫中氧氣和二氧化碳比例的調控出現偏差，就會傷害果實，便不能達到保鮮效果。而且，一旦開庫出貨，外界空氣進入倉庫，改變了氣調庫原有的氧和二氧化碳濃度，也會影響貯藏效果。

“水果的貯藏要在一個恒定的環境，如果頻繁的開關門，會影響品質。”田世平說。

1-MCP是近年來發現的一種新型乙烯受體抑制劑，它能與乙烯受體結合，從而阻斷乙烯的生物合成。在國外, 1-MCP做為花卉果蔬保鮮劑已得到廣泛應用。

將1-MCP與低溫貯藏相配合，可以降低貯藏成本，保持果實品質，而且1-MCP具有無毒、低量、高效等優點,在果蔬貯藏保鮮上有著廣闊的發展前景。課題組與陜西華圣果業集團公司合作，將1-MCP保鮮技術應用于蘋果采后貯藏，不僅提高蘋果的保鮮效果，還降低成本。該項技術還推廣應用到國內多個水果基地，大大提高了水果的保鮮效果。

“在保鮮理論的指導下，我們根據不同果實生理特點研發的保鮮技術，已經在多種水果上應用，果實的保鮮延長了，而且風味十分好，你甚至可以看到，在長時間保存后葡萄梗上的綠色依然翠綠。”田世平說。