錢麗麗，楊斯琪，李 躍，劉 盈，李雪靜，孫華軍,*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2.國家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江大慶 163319；3.黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163319）

水果作為人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ姷氖澄镏?，可以為人體提供維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)成分，但采摘后的果實(shí)由于呼吸作用會發(fā)生軟化現(xiàn)象。果實(shí)軟化現(xiàn)象是指采摘后的果實(shí)在儲藏、運(yùn)輸?shù)冗^程中，發(fā)生了諸多的生理變化和生化反應(yīng)，如細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和成分變化、相關(guān)基因表達(dá)變化等，最終導(dǎo)致果實(shí)硬度下降，果實(shí)發(fā)生軟化。此外軟化的果實(shí)極易受到外力作用而損傷，或被細(xì)菌、致病菌等微生物污染，從而影響果實(shí)的貨架期。果實(shí)軟化也是果實(shí)成熟的一個主要標(biāo)志。大量研究表明，果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象的主要原因是在許多細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶的作用下，起支撐作用的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，細(xì)胞壁物質(zhì)被降解，細(xì)胞的透過性有所提高，細(xì)胞液向外滲出，果實(shí)硬度有所下降[1]。也有研究表明，果實(shí)內(nèi)含物淀粉的降解，會引起細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，果實(shí)硬度下降[2]。

除細(xì)胞壁代謝外，植物激素合成途徑也會影響果實(shí)軟化，并且合成途徑中的關(guān)鍵酶的表達(dá)受轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控。越來越多證據(jù)表明，轉(zhuǎn)錄因子和植物激素共同調(diào)節(jié)果實(shí)軟化過程中的細(xì)胞壁代謝。目前，許多與果實(shí)軟化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子以及植物激素合成基因已被鑒定并用于調(diào)控果實(shí)軟化，因此探討轉(zhuǎn)錄因子在果實(shí)軟化過程中對相關(guān)代謝途徑中基因的表達(dá)調(diào)控作用也很重要。

采后果實(shí)發(fā)生軟化甚至腐爛現(xiàn)象會影響其營養(yǎng)價值以及商品價值，也給水果采后儲藏、銷售等帶來不便。因此研究采后果實(shí)軟化機(jī)制對提高果實(shí)品質(zhì)有重大意義。本文綜述了與果實(shí)軟化相關(guān)的植物激素、轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞壁代謝、淀粉代謝方面的研究進(jìn)展，以期為探究果實(shí)軟化機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 植物激素在果實(shí)軟化中的調(diào)控作用

植物激素作為果實(shí)發(fā)育成熟的關(guān)鍵物質(zhì)，通過各種復(fù)雜多樣的生理生化過程影響果實(shí)的生長、成熟和軟化。目前乙烯、脫落酸、生長素等植物激素對采后果實(shí)軟化的調(diào)控作用在多種水果中均被證實(shí)。因此研究植物激素在果實(shí)軟化中的調(diào)控作用尤為重要。

1.1 乙烯

乙烯是一種既能調(diào)控植物生長發(fā)育，又能調(diào)控果實(shí)成熟軟化的植物激素[3]。有大量研究表明，乙烯可以有效促進(jìn)呼吸躍變型果實(shí)的軟化，而軟化過程受乙烯合成、與相關(guān)受體結(jié)合啟動信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及下游基因來調(diào)控。乙烯合成途徑是在1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸合成酶（ACS）作用下，將S-腺苷甲硫氨酸（SAM）催化生成1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸，然后1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸在1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸氧化酶（ACO）催化作用下合成乙烯[4]，因此ACS 和ACO 是乙烯合成途徑中的關(guān)鍵性酶。有研究表明，LeACS2和LeACO1不僅參與了乙烯合成過程，當(dāng)抑制其基因表達(dá)時可以明顯的延緩番茄果實(shí)成熟[5]。Ayub 等[6]也表明，反義轉(zhuǎn)基因ACO基因可以提高甜瓜果實(shí)的硬度，有效延長甜瓜的貨架期。Atkinson 等[7]發(fā)現(xiàn)，將獼猴桃果實(shí)用乙烯處理后，PG和果膠裂解酶基因表達(dá)顯著增加，加快了獼猴桃果實(shí)軟化；相同地對草莓果實(shí)進(jìn)行外源乙烯處理，F(xiàn)aPG1基因表達(dá)也顯著提高，草莓硬度迅速降低[8]。因此乙烯可以通過促進(jìn)細(xì)胞壁的降解來調(diào)控果實(shí)軟化。Zhang 等[9]對牛油果進(jìn)行外源乙烯抑制劑處理，研究發(fā)現(xiàn)，PG基因表達(dá)降低，顯著抑制果實(shí)軟化。Fan 等[10]對杏果實(shí)進(jìn)行外源乙烯抑制劑處理，研究發(fā)現(xiàn)，乙烯受體抑制劑可以抑制細(xì)胞壁降解相關(guān)基因的表達(dá)，從而延緩果實(shí)軟化。王慧等[11]對柿果實(shí)進(jìn)行紙片型1-MCP 處理，結(jié)果表明，1-MCP 處理可以有效降低柿果實(shí)呼吸強(qiáng)度，抑制柿果實(shí)采后軟化。ETH 受體作為乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的負(fù)調(diào)控因子，通過其降解可以有效調(diào)控果實(shí)軟化。Kevany 等[12]對番茄果實(shí)乙烯受體進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)，LeETR4單突變體番茄對乙烯具有高敏感性。對番茄果實(shí)進(jìn)行外源乙烯處理，可以使LeETR4快速降解，進(jìn)而調(diào)控番茄果實(shí)成熟軟化。LeEIN2是乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的正調(diào)控因子。Hu 等[13]通過沉默LeEIN2可以顯著下調(diào)軟化相關(guān)基因，達(dá)到延緩果實(shí)軟化的目的。綜上所述，乙烯對調(diào)控果實(shí)成熟軟化有重要作用，可以通過抑制乙烯合成以及與受體結(jié)合來調(diào)控果實(shí)軟化。

1.2 脫落酸

植物激素在果實(shí)發(fā)育成熟過程中起重要作用，呼吸躍變型果實(shí)的成熟軟化依靠于乙烯的合成，而非呼吸躍變型果實(shí)的成熟軟化依靠于脫落酸的合成。大量研究表明，脫落酸是調(diào)控非呼吸躍變型果實(shí)成熟軟化的關(guān)鍵[14]。對桃果實(shí)進(jìn)行外源脫落酸處理可以明顯提高多聚半乳糖醛酸酶和果膠酯酶的活性，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生降解，從而加快果實(shí)軟化[15]。紀(jì)迎琳等[16]發(fā)現(xiàn)，外源脫落酸處理可以提高乙烯合成量，進(jìn)而加快果實(shí)軟化。Chen 等[17]對草莓果實(shí)進(jìn)行外源脫落酸處理并對其進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，研究發(fā)現(xiàn)，外源脫落酸處理后的草莓果實(shí)軟化相關(guān)基因表達(dá)顯著提高，并誘導(dǎo)了果實(shí)衰老相關(guān)基因的表達(dá)。Mattus 等[18]也發(fā)現(xiàn)，對草莓果實(shí)進(jìn)行外源脫落酸處理可以顯著提高FcPG、FcEXP5等細(xì)胞壁代謝基因的表達(dá)，加速果實(shí)軟化。Jia 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，對葡萄果實(shí)進(jìn)行外源脫落酸處理既可以提高多聚半乳糖醛酸酶活性，促進(jìn)果實(shí)軟化，又可以提高花色苷含量，促進(jìn)果實(shí)著色。此外，有研究發(fā)現(xiàn)對葡萄果實(shí)進(jìn)行外源脫落酸處理可以加快果實(shí)的軟化，而對其進(jìn)行脫落酸抑制劑處理可以有效推遲葡萄果實(shí)的成熟軟化[20]。因此探究脫落酸對果實(shí)軟化的調(diào)控作用具有重要意義。

1.3 生長素

生長素在果實(shí)發(fā)育早期起著重要的作用，且果實(shí)的發(fā)育與生長素密切相關(guān)。目前植物生長素主要研究萘乙酸以及吲哚乙酸兩類。有研究表明，生長素可以延緩果實(shí)的成熟，對草莓果實(shí)進(jìn)行外源生長素處理，可以顯著推遲草莓果實(shí)著色，并抑制PG基因的表達(dá)，延緩了草莓果實(shí)的軟化[21]。Vendrell 等[22]對香蕉進(jìn)行吲哚乙酸浸泡處理，結(jié)果表明，吲哚乙酸可以有效積累可溶性固形物含量，并延緩果實(shí)成熟。Purgatto 等[23]也證明了生長素通過抑制淀粉酶基因的表達(dá)，延緩果實(shí)軟化。付潤山等[24]對柿果實(shí)進(jìn)行萘乙酸處理，結(jié)果表明，萘乙酸處理可以有效降低細(xì)胞壁降解酶活性，達(dá)到延緩柿果實(shí)軟化的目的。此外，生長素可以抑制編碼DNA 去甲基化酶的基因，從而維持果實(shí)的高甲基化水平，抑制果實(shí)成熟[25]。研究發(fā)現(xiàn)，番茄果實(shí)中PpIAA1基因的過表達(dá)可以通過提高乙烯合成以及果實(shí)成熟軟化相關(guān)基因的表達(dá)來加快果實(shí)成熟軟化，縮短了番茄果實(shí)的貨架期[25]。在桃果實(shí)成熟過程中，生長素通過提高PpACS1的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)乙烯合成，使桃果實(shí)發(fā)生軟化[26]。在獼猴桃果實(shí)中，調(diào)控生長素穩(wěn)態(tài)基因AcGH3.1的沉默，也可以提高果實(shí)硬度，延長果實(shí)貨架期。對葡萄果實(shí)進(jìn)行外源生長素處理，可以有效抑制脫落酸合成，降低軟化相關(guān)基因的表達(dá)，從而維持果實(shí)硬度[27]。因此，生長素可以有效調(diào)控果實(shí)軟化。

2 果實(shí)軟化的轉(zhuǎn)錄調(diào)控

果實(shí)的成熟軟化過程非常復(fù)雜，包括一系列的生理生化過程，而這一過程受大量基因表達(dá)的調(diào)控[28]，其中轉(zhuǎn)錄因子在基因表達(dá)調(diào)控中起著很重要的作用。轉(zhuǎn)錄因子通過和相關(guān)基因上游的特定作用元件結(jié)合，從而激發(fā)或遏制該基因的活性，達(dá)到調(diào)控該基因表達(dá)的作用[29]。越來越多的植物轉(zhuǎn)錄因子研究都有了較大的突破，因此果實(shí)成熟軟化過程中的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控研究已成為新的熱點(diǎn)之一[30]。近年來，隨著大量學(xué)者的深入研究，逐漸從果實(shí)中分析出AP2/ERF、EIN3/EIL、MADS-box等多種成熟軟化相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子[31]，探究這些轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控機(jī)制對延緩果實(shí)成熟軟化有著重要的意義。

2.1 AP2/ERF 轉(zhuǎn)錄因子

AP2/ERF作為植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，含有70 個氨基酸組成的AP2/ERF 結(jié)構(gòu)域[32]。根據(jù)結(jié)構(gòu)域的不同，AP2/ERF可以分為AP2、RAV、ERF、soloist 這四個亞類[33]，而ERF 亞家族主要包括DREB 和ERF 這兩類，其中ERF在果實(shí)成熟軟化中的研究一直令人關(guān)注。ERF轉(zhuǎn)錄因子的激活是乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的結(jié)果，ERFs通過與啟動子區(qū)域上的順式作用元件結(jié)合來調(diào)控乙烯響應(yīng)基因的表達(dá)[34-35]。起初在番茄果實(shí)中發(fā)現(xiàn)LeERF1-LeERF4、LeERF3b這幾個ERF 家族成員，且反義表達(dá)LeERF1能延緩番茄果實(shí)的軟化，延長果實(shí)的貯藏期[36]；而LeERF2在果實(shí)成熟軟化過程中表達(dá)水平不斷升高[37]，并且與LeACO3啟動子上的順式作用元件結(jié)合反饋調(diào)控乙烯的生成[38]。ERF轉(zhuǎn)錄因子參與了果實(shí)成熟軟化，這在獼猴桃、番木瓜、香蕉、蘋果等果實(shí)軟化研究中均被證明[39]。Yin 等[40]研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃的ERF轉(zhuǎn)錄因子能直接結(jié)合并激活果實(shí)軟化相關(guān)基因的啟動子，進(jìn)而調(diào)控果實(shí)的成熟軟化。AP2a作為AP2/ERF 家族成員，可以負(fù)調(diào)控乙烯的合成，在番茄果實(shí)中沉默AP2a可以顯著提高乙烯合成，促進(jìn)番茄果實(shí)軟化[41]。Wang 等[26]研究桃果實(shí)軟化過程，研究發(fā)現(xiàn)，PpERF4轉(zhuǎn)錄因子可以與PpACO1、PpIAA1基因啟動子結(jié)合并激活其轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄后的PpIAA1與PpERF4相互作用形成復(fù)合物并激活果實(shí)軟化相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控桃果實(shí)軟化。

2.2 EIN3/EIL 轉(zhuǎn)錄因子

EIN3/EIL轉(zhuǎn)錄因子其氨基酸序列N 端高度保守，包括酸性氨基酸區(qū)、堿性氨基酸區(qū)以及脯氨酸富集區(qū)等特征結(jié)構(gòu)域。EIN3/EIL轉(zhuǎn)錄因子能與啟動子的PERE 順式作用元件相結(jié)合，激活并調(diào)控乙烯響應(yīng)基因和細(xì)胞壁降解基因表達(dá)[42]。Yin 等[40]研究了獼猴桃果實(shí)的成熟衰老過程，結(jié)果表明，AdEIL2和AdEIL3能結(jié)合細(xì)胞壁降解基因AdXET5和乙烯合成基因AdACO1的啟動子并激活其表達(dá)，因此推測AdEIL2和AdEIL3能調(diào)控獼猴桃果實(shí)軟化。有研究表明，甜瓜CmEIL1和CmEIL2轉(zhuǎn)錄因子可以結(jié)合CmACO1啟動子并激活其表達(dá)，起到促進(jìn)果實(shí)成熟軟化的作用；蘋果MdEIL2轉(zhuǎn)錄因子能與MdPG1啟動子結(jié)合并激活其表達(dá)[43]。

2.3 MADS-box 轉(zhuǎn)錄因子

MADS-box基因構(gòu)成一個高度保守的轉(zhuǎn)錄因子家族，參與果實(shí)成熟軟化的調(diào)控[44]。MADS-box轉(zhuǎn)錄因子含有60 個氨基酸組成的MADS-box 結(jié)構(gòu)域，其主要分為TypeⅠ型和TypeⅡ型，TypeⅠ型分為Mα、Mβ、Mγ、Mδ四個亞族，TypeⅡ型分為MIKCc 和MIKC*兩個亞族，作為調(diào)控果實(shí)成熟的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子被廣泛研究。SEP 作為MADS-box 亞家族成員，對調(diào)控果實(shí)成熟軟化有重要作用。Vrebalov等[45]研究發(fā)現(xiàn)，成熟抑制因子SiMADS-RIN在番茄果實(shí)成熟軟化的調(diào)控中起重要作用。在桃果實(shí)中PrpMADS7的沉默也顯著延緩果實(shí)的成熟軟化[46]。Ito 等[47]研究發(fā)現(xiàn)，LeMADS-RIN可以和乙烯合成基因LeACS2的啟動子結(jié)合并激活其表達(dá)，控制乙烯的合成，進(jìn)而影響果實(shí)軟化進(jìn)程。LeMADS-RIN不僅能調(diào)控乙烯的合成，還能與細(xì)胞壁降解酶基因等其他下游基因發(fā)生反應(yīng)[48]，目前這一研究還有待深入研究。Qi 等[49]對甜櫻桃果實(shí)成熟軟化進(jìn)行了研究，表明PaMADS7的差異表達(dá)與果實(shí)成熟一致，PaMADS7通過與PaPG1啟動子直接結(jié)合，正向調(diào)控PaPG1表達(dá)，促進(jìn)甜櫻桃果實(shí)成熟軟化，且PaMADS7沉默能顯著抑制甜櫻桃果實(shí)的成熟，具體表現(xiàn)為果實(shí)硬度有所增加。綜合以上研究結(jié)果表明PaMADS7在甜櫻桃果實(shí)成熟軟化的調(diào)控中發(fā)揮著不可或缺的作用。在香蕉果實(shí)軟化研究中，通過沉默MaMADS1或MaMADS2可以有效抑制乙烯合成，從而達(dá)到抑制果實(shí)軟化的目的[50]。

2.4 MYB 轉(zhuǎn)錄因子

MYB轉(zhuǎn)錄因子廣泛存在于植物中，具有保守的MYB 結(jié)構(gòu)域，其長度大概為52 個氨基酸殘基。根據(jù)結(jié)構(gòu)域個數(shù)的不同可以分為1R-MYB、2R-MYB、3R-MYB、4R-MYB 四類。MYB轉(zhuǎn)錄因子在果實(shí)發(fā)育和成熟軟化過程中發(fā)揮重要作用。在番茄和草莓果實(shí)中均鑒定出MYB轉(zhuǎn)錄因子，其中一些轉(zhuǎn)錄因子在細(xì)胞壁代謝以及次生代謝中起著重要作用。Cao 等[51]發(fā)現(xiàn)，番茄果實(shí)中的轉(zhuǎn)錄抑制因子SiMYB70通過與SlACS2基因啟動子結(jié)合，抑制其轉(zhuǎn)錄，達(dá)到延緩番茄果實(shí)軟化的目的。Liu 等[52]發(fā)現(xiàn)，番茄果實(shí)中SiMYB75過表達(dá)可以顯著下調(diào)SIFSR表達(dá)，有效延長果實(shí)貨架期。Cai 等[53]研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)FvMYB79可以使FvPME38表達(dá)顯著上調(diào)，導(dǎo)致草莓果實(shí)軟化加快，當(dāng)沉默F(xiàn)vMYB79時，草莓果實(shí)硬度明顯升高。MaMYB3可以抑制香蕉中的淀粉降解酶基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控香蕉果實(shí)的成熟軟化[54]。此外，CpMYB1和CpMYB2還能結(jié)合木瓜細(xì)胞壁降解酶基因CpPME1、CpPME2和CpPG5的啟動子，通過調(diào)控這些基因的表達(dá)，參與木瓜果實(shí)軟化[55]；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CpMYB1和CpMYB2均為轉(zhuǎn)錄抑制子，能抑制CpPME1、CpPME2、CpPG5啟動子的活性，這一發(fā)現(xiàn)為研究MYB轉(zhuǎn)錄因子在果實(shí)軟化中的作用提供了新的思考方向。

3 與果實(shí)軟化相關(guān)的代謝

3.1 細(xì)胞壁的變化

細(xì)胞壁作為植物抵御病原體攻擊的第一道屏障，主要由初生壁、中間層、次生壁三層組成。初生壁包含纖維素、半纖維素、果膠、糖蛋白等，次生壁包含以木質(zhì)化為特征的木質(zhì)素、纖維素等[56]，中間層由果膠組成，其中中間層負(fù)責(zé)將相鄰的細(xì)胞粘連在一起。細(xì)胞壁的組成決定了細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，同時影響了細(xì)胞的大小、形狀和功能[57]。一般果實(shí)的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)由薄壁層組成，尤其是成熟后的肉質(zhì)果實(shí)中只有初生壁和中間層[58]。因此當(dāng)果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象時，在細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶的作用下，細(xì)胞壁中的結(jié)構(gòu)多糖被降解，使得細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分發(fā)生改變。引起細(xì)胞壁代謝的酶有很多，如果膠甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、纖維素酶、β-半乳糖苷酶等[59]。在不同生長階段的相同果實(shí)以及不同種類的果實(shí)中，引起果實(shí)軟化的關(guān)鍵酶有所差異。Ben 等[60]研究了牛油果果實(shí)軟化的主要原因，結(jié)果表明，多聚半乳糖醛酸酶會導(dǎo)致牛油果果膠成分發(fā)生改變，原果膠降解為可溶性果膠，而可溶性果膠能溶于水[61]，導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松動和降解，因此牛油果果實(shí)硬度有所下降。Brummell 等[62]研究了獼猴桃果實(shí)軟化原因，結(jié)果表明，纖維素酶會造成獼猴桃中的纖維素發(fā)生水解，導(dǎo)致細(xì)胞壁解離，果實(shí)發(fā)生軟化。

3.1.1 果膠及果膠酶 果膠是一類與果實(shí)軟化相關(guān)的多糖，它主要由半乳糖醛酸、均半乳糖醛酸、鼠李糖半乳糖醛酸-Ⅰ、鼠李糖半乳糖醛酸-Ⅱ、木糖半乳糖醛酸組成[63]。當(dāng)果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象時，細(xì)胞壁中的原果膠降解為可溶性果膠，細(xì)胞間粘連力下降導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散，其中起到作用的酶有多聚半乳糖醛酸酶（PG）以及果膠甲酯酶（PME）。果膠甲酯酶是直接作用于果實(shí)細(xì)胞壁中果膠成分的主要酶之一，果膠甲酯酶能使半乳糖醛酸殘基之間的酯鍵發(fā)生斷裂，生成半乳糖醛酸和甲醇，果膠變成低甲酯化果膠，從而有助于多聚半乳糖醛酸酶對果膠的水解，在梨[64]、鷹嘴蜜桃[65]、香蕉[66]等研究中都被證實(shí)。Hu 等[67]研究了用NaHS 處理草莓果實(shí)對果實(shí)軟化的影響，研究結(jié)果表明，通過NaHS 處理抑制果膠甲酯酶活性可以有效延緩草莓果實(shí)軟化。目前，多數(shù)研究表明，果膠甲酯酶有利于多聚半乳糖醛酸酶的反應(yīng)，促進(jìn)果膠的降解[68]。PG 是作用于果膠成分的另一種關(guān)鍵酶，PG 能使半乳糖醛酸主鏈上的1,4-α-D-半乳糖苷鍵發(fā)生斷裂，生成半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸，達(dá)到破壞果膠結(jié)構(gòu)的目的，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象。PG 是導(dǎo)致果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象的關(guān)鍵因素，這在李[69]、獼猴桃[70]、棗[71]、“秦冠”[72]等果實(shí)軟化研究中均被證明。Zhong 等[73]研究了1-MCP復(fù)合殼聚糖涂膜處理對臺灣青棗的影響，結(jié)果表明，該處理能有效抑制多聚半乳糖醛酸酶的活性，達(dá)到延長貨架期的目的。在桃、葡萄、香蕉等其他肉質(zhì)水果軟化的研究中同樣發(fā)現(xiàn)果實(shí)軟化也受到PG基因表達(dá)的調(diào)控[74-75]。

3.1.2 纖維素及纖維素酶 纖維素作為植物細(xì)胞壁組成成分對細(xì)胞起著重要的作用。當(dāng)果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象時，纖維素酶活性逐漸增加，細(xì)胞壁的骨架物質(zhì)纖維素被降解，導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松散。纖維素酶能使β-1,4-糖苷鍵斷裂，生成葡萄糖。羅自生[76]研究了柿果實(shí)的軟化過程，結(jié)果表明，在軟化過程中纖維素酶活性迅速提高，使纖維素發(fā)生降解，導(dǎo)致果實(shí)軟化。有學(xué)者研究桃果實(shí)軟化過程，研究發(fā)現(xiàn)纖維素酶活性的提高使桃果實(shí)的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，加速桃果實(shí)的軟化[77]。趙云峰等[78]發(fā)現(xiàn)，茄子采后過程中，纖維素酶活性不斷提高，且與果實(shí)硬度之間呈顯著負(fù)相關(guān)。但在京白梨軟化過程研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)京白梨果實(shí)硬度降低、纖維素含量下降時，纖維素酶活性也逐漸降低，因此推測纖維素酶與京白梨果實(shí)軟化不相關(guān)[79]。對其進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)纖維素與多聚半乳糖醛酸酶、β-半乳糖苷酶相關(guān)，因此其機(jī)制需要進(jìn)一步研究。

3.1.3 其他酶的影響 研究表明，果膠和半纖維素中有很多半乳糖的存在，在細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)降解過程中，β-半乳糖苷酶會使帶有支鏈的多聚醛酸發(fā)生降解，半乳糖含量降低，果膠被溶解。因此β-半乳糖苷酶對果實(shí)軟化也起到了一定的作用。Debra 等[80]研究了桃果實(shí)采后的軟化過程，結(jié)果表明，β-半乳糖苷酶對果膠分子上半乳糖支鏈的水解會加速桃果實(shí)的軟化。這在Fan 等[81]對杏果實(shí)軟化的研究中被證實(shí)。在番茄果實(shí)中沉默β-半乳糖苷酶基因SITBG4可以有效抑制番茄果實(shí)軟化[82]。陸玲鴻等[83]研究了不同貯藏溫度下獼猴桃果實(shí)軟化相關(guān)酶活性的變化，貯藏溫度為25 ℃的獼猴桃果實(shí)軟化與β-半乳糖苷酶顯著相關(guān)。

木葡聚糖作為一種半纖維素多糖廣泛存在于細(xì)胞壁中。而木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖苷酶可以使木葡聚糖鏈發(fā)生斷裂，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被降解，果實(shí)發(fā)生軟化。有研究表明木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖苷酶對采后果實(shí)中半纖維素的降解起到主要作用。這一觀點(diǎn)在藍(lán)莓[84]、柿子[85]、梨[86]等果實(shí)軟化研究中被證實(shí)。Lin 等[59]研究了殼聚糖處理對龍眼果肉的影響，結(jié)果表明，該處理可以有效降低木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)糖苷酶以及β-半乳糖苷酶的活性，顯著抑制龍眼果實(shí)的軟化。

在果實(shí)成熟衰老過程中，細(xì)胞壁多糖的合成與交聯(lián)作用使得細(xì)胞壁擁有良好的支撐作用，而細(xì)胞壁降解也導(dǎo)致了果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象，因此對果實(shí)軟化過程中細(xì)胞壁代謝進(jìn)行研究，能顯著的降低果實(shí)軟化的速度，延長果實(shí)的貨架期，對保持果實(shí)品質(zhì)有很大的意義。

3.2 碳水化合物的代謝

淀粉與糖作為果實(shí)細(xì)胞內(nèi)最重要的兩種內(nèi)含物，其含量及成分對果實(shí)風(fēng)味和采后果實(shí)代謝有很大的影響。有研究表明果實(shí)在成熟期間有大量淀粉累積，而這些淀粉會被淀粉酶降解為葡萄糖，生成的葡萄糖又會在異構(gòu)酶的作用下變成果糖，果糖與葡萄糖在蔗糖磷酸酶的作用下合成蔗糖，蔗糖被轉(zhuǎn)化酶分解為葡萄糖和果糖，最終淀粉與糖之間形成一種動態(tài)平衡，以達(dá)到維持果實(shí)硬度的目的[87]。

淀粉是果實(shí)主要的貯藏物質(zhì)，也是細(xì)胞壁的支撐骨架，隨著淀粉酶活性的提高，淀粉被降解為可溶性的葡萄糖和果糖，細(xì)胞的擴(kuò)張力會降低，果實(shí)發(fā)生軟化現(xiàn)象[88]。因此果實(shí)軟化與淀粉的降解密切相關(guān)，這在蘋果[89]、桃[90]、獼猴桃[91]、香蕉[92]等果實(shí)軟化研究中被證明。Mo 等[2]研究了番荔枝果實(shí)的成熟軟化過程，結(jié)果表明，隨著果實(shí)的不斷成熟，果實(shí)硬度逐漸降低，這是由于淀粉被降解為可溶性糖。魏寶東等[93]對磨盤柿果實(shí)軟化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，淀粉在淀粉酶的作用下被分解，所生成的糖為果實(shí)的呼吸躍變提供能量。胡麗松等[94]對菠蘿蜜果實(shí)的糖代謝過程進(jìn)行研究，結(jié)果表明，隨著淀粉酶活性的增強(qiáng)，大量淀粉被分解，果實(shí)發(fā)生軟化。張強(qiáng)等[87]在甜瓜果實(shí)后熟軟化的研究中也得到了相同的觀點(diǎn)，果實(shí)軟化過程中淀粉酶活性顯著提高，淀粉含量降低，果實(shí)硬度下降，因此淀粉水解是果實(shí)軟化的重要原因。

4 結(jié)論與展望

采后的果實(shí)經(jīng)過貯藏運(yùn)輸?shù)纫幌盗羞^程會發(fā)生軟化現(xiàn)象，而軟化也是果實(shí)成熟的主要標(biāo)志。本文綜述了采后果實(shí)軟化發(fā)生機(jī)制的研究進(jìn)展，包括起支撐作用的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分發(fā)生改變，如果膠、纖維素、半纖維素等被降解；還包括細(xì)胞內(nèi)含物淀粉的分解；而乙烯、脫落酸等植物激素對調(diào)控果實(shí)成熟軟化也有著重要的作用。果實(shí)軟化過程中相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子對靶基因的調(diào)控作用研究是目前揭示采后果實(shí)軟化分子機(jī)制的重要研究內(nèi)容，目前已經(jīng)揭示了眾多果實(shí)軟化的分子機(jī)制，但是果實(shí)軟化的調(diào)控過程是復(fù)雜多樣的，需要多種轉(zhuǎn)錄因子共同作用的。因此研究某一種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控機(jī)制不能完全清楚的的概述出果實(shí)軟化的機(jī)制。所以挖掘更多果實(shí)軟化關(guān)鍵作用的轉(zhuǎn)錄因子，以及多種轉(zhuǎn)錄因子的共同調(diào)控作用還需要進(jìn)一步探究。此外，采后果實(shí)軟化過程中參與的酶眾多，且不同種類或不同時期的果實(shí)中參與調(diào)控的酶也有所不同，因此研究采后果實(shí)軟化過程中全部酶活性以及酶之間的相互作用，進(jìn)一步確定果實(shí)軟化過程中起關(guān)鍵作用的酶，這將為采后果實(shí)軟化的調(diào)控提供理論依據(jù)。