1-MCP在园艺作物贮运保鲜上的应用研究现状(综述)

胡位荣，季作梁  (华南农业大学园艺系，广东广州510642) 收稿日期:2001-04-23

摘要:1-MCP(1-甲基环丙烯)是一种新型乙烯抑制剂，能有效抑制植物对内源或外源乙烯的敏感性，在园艺商业上具有很大的潜在应用价值。本文综述1-MCP在水果、花卉、蔬菜贮运保鲜应用研究方面的进展及应注意的问题。

关键词：1-MCP；园艺作物；贮运保鲜

   乙烯在园艺产品的贮运保鲜中扮演着重要角色，它促进果实、花、叶片的后熟、衰老和脱落，被称作“催熟激素”。为了延长园艺产品的贮藏寿命并保持新鲜，尽可能地抑制这些器官内源乙烯的合成或阻止乙烯发挥作用就显得十分必要。近年来，已经发现一些合成的环丙烯类有机化合物能够结合到乙烯受体上，较长时间阻止乙烯的生理作用，成为研究乙烯生理作用及其调控的新工具，如1-MCP(1一甲基环丙烯)、3-MCP(3一甲基环丙烯)、CP(环丙烯)、DMCP(3,3一二甲基环丙烯)、亚甲基环丙烯等。其中，1-MCP(1-methylcyclopropene)是一种含双键的环状碳氢化合物，以气体状态存在，无气味，无生理毒性，较低浓度就具有明显生理效应。它与乙烯竞争乙烯受体上的结合位点，可逆地结合到该位点上，从而抑制植物对乙烯的反应，经一段时间后植物组织又恢复对乙烯的敏感性。

                          1-MCP在水果贮运保鲜上的应用研究

1.1苹果

     Fan等发现，1μL/L 1-MCP处理5个苹果品种〔元帅、富士、Ginger Gold、乔纳金、Gala后，于0℃下冷藏6个月，可显著降低果实软化速率，维持较高的酸度，明显降低呼吸速率和乙烯释放量，从而减慢了后熟进程。而且，1-MCP对跃变前的果实或跃变果实都有效果。Christopher等用0.5、1.0、2.0μL/L 1-MCP分别处理4个早、中、晚熟的品种(旭、Empire、元帅、Law Rome)，然后在5℃或2℃进行常规贮藏或气调贮藏，结果发现，1-MCP在气调处理中延缓这4个品种果实软化的作用大于常规贮藏。Rupasinghe等分别用浓度0.01、0.1、1.0、10、100μL/L 1-MCP处理旭和元帅苹果，然后冷藏于0-1℃下60天或120天，发现抑制乙烯对果实催熟作用所需的1-MCP的临界浓度为1.0 μL/L；1-MCP处理的果实冷藏60天后取出，在20℃下后熟的头6天内完全抑制乙烯的产生，虽然随着后熟时间的延长，乙烯含量有所增加，但1-MCP仍然抑制98%乙烯的生成：1-MCP处理的果实冷藏120d后取出，则抑制85%乙烯的生成，说明1-MCP在低温下的作用具有长期性、稳定性。1-MCP也降低总挥发性物质含量，果皮中的α-法呢烯及其氧化产物共扼三烯含量降低了60%-98%，从而使旭和元帅的虎皮病发生率分别比对照下降30%，90%。

1.2 梨

    巴梨(Bartlet)和dAnjou经0.01、0.1、lmL/L 1-MCP处理后1℃冷藏4个月，呼吸强度和乙烯释放量均降低，从而延缓了品质的变化，其中0.1和1mL/L处理的果实硬度和可滴定酸含量都较高，贮藏2个月后果实仍保持绿色，4个月后果实才变黄。冷藏的d'Anjou果实即使出库后再用l0mL/L乙烯处理，1-MCP仍能抑制果实变黄，也就是说，乙烯不能消除1-MCP预处理的效应。试验中也发现，1-MCP能抑制表面型虎皮病和衰老型虎皮病的发生。1-MCP在20℃下处理Bosc. Anjou. Harrow607梨24h，0℃冷藏5周或10周后，于室温下后熟7天或14天，发现1.0μL/L及以上的浓度抑制了果实软化和乙烯释放量，同时显著降低果实挥发性物质的释放。李正国等以Passe- Crassane梨果实为材料，研究了贮温、1-MCP和丙烯处理对乙烯合成及乙烯受体基因表达的影响，发现低温可促进果实的乙烯合成，而1-MCP处理可抑制冷藏果实乙烯的合成。Lelievre等。用ACS和ACO的cDNA探针研究了Passe- Crassane梨果实0℃冷藏及1-MCP处理与ACS和ACC活性、mRNA含量、果实乙烯生成量之间的关系。

1.3李

    在跃变前用1-MCP或丙烯处理两种类型的4个李品种果实，其中Gulfruby和Beauty果实的成熟呈现典型的呼吸跃变型，单独外施丙烯可使呼吸和乙烯高峰提前出现，而1-MCP则延迟这些高峰的出现；Shiro和Rubyred果实成熟时比跃变型品种的乙烯生成量明显减少，表现出压抑性跃变型。4个品种果实中的ACC含量均相似，说明压抑性跃变型果实是因为缺乏将ACC转变成乙烯的能力。1-MCP处理压抑性跃变型果实不出现呼吸和乙烯高峰，表明这类果实缺乏感知乙烯的能力或缺少产生新的乙烯受体的能力。

1.4杏

   1μL/L 1-MCP在20℃下处理不同成熟度的Perfection杏果实4h，贮藏在20℃或0℃下，发现1-MCP推迟乙烯高峰和呼吸高峰的出现，减缓硬度和可滴定酸含量的下降以及果皮色泽的变化，有效延长了20℃和0℃贮藏果实寿命，并延迟了杏果货架期醋类和醇类挥发性物质的产生。果实成熟度越高，1-MCP的抑制效果越好。Chahin等比较了两个成熟特性不同的杏品种(Moniqui－后熟迅速；Bergeron后熟缓慢)对1-MCP处理的反应差异，发现1-MCP只能有效地抑制跃变前期的乙烯产生，并使果色转化和果实软化速率下降。

1.5柑橘

   萨姆蒂甜橙单独用0-100n/L 1-MCP或10μL/L乙烯处理，或者1-MCP预处理后再用乙烯处理，果实暗藏在2℃8周或20℃4周。乙烯处理增加了冷害症状、蒂腐、异味挥发物含量，但降低了由霉菌引起的腐烂；50-100nL/L 1-MCP虽然有效地阻止了乙烯引起的果皮褪绿，但无法抵消贮藏中乙烯的消极作用，甚至增加了冷害症状和异味物质的积累，加重腐烂。由指状青霉引起的绿霉病能使葡萄抽果实产生过量乙烯，使果皮褪绿变黄，3-4天完全腐烂，当染病果实用1-MCP处理后，尽管仍然生成大量乙烯，但保留了果皮的绿色。

1.6草莓

   4个品种(Tioga. Seascape. Parker和Selva)草毒在20℃下用5-500nL/L l-MCP处理2h，然后在含有0.1nL/L乙烯的空气中20℃或5℃)贮藏。与未处理相比，5-15nL/L l-MCP使鲜草莓采后寿命分别延长了35%和150%，更高浓度的1-MCP则会加速品质恶化，500nL/L导致采后寿命减少30%--60%。

1.7香蕉

Jiang Yueming等用1-MCP在20℃处理Cavendish香蕉24h，取得显著的保鲜效果，它能抑制果实呼吸和乙烯释放，延缓软化成熟。在处理范围内(0.01－1.0nL/L), 1-MCP浓度越大，保鲜时间越长。0.5或1.0nL/L 1-MCP结合0.03mm聚乙烯薄膜包装使香蕉保鲜期最长可达58天。在呼吸跃变前用450μL/L 1-MCP处理绿熟的威廉斯香蕉6h，或者用500μl/L 丙烯预处理后间隔6或12h，再用1-MCP处理，均可延缓呼吸跃变、乙烯高峰和果皮褪绿，并抑制总挥发性物质的产生；不过用丙烯预处理香蕉后间隔24h（此时果实中乙烯已开始自我催化)，再用1-MCP处理则不能抑制乙烯和呼吸高峰的出现。因此，1-MCP必须在果实尚未发生呼吸跃变和产生自动催化乙烯之前使用，才能延长香蕉的保鲜期。另一方面，用1-MCP处理的果实再用乙烯催熟，催熟效果则随两处理间隔时间而变化，间隔时间愈长，1-MCP处理过的果实对外源乙烯的敏感性愈强。

18油梨

Hass, Ettinger, Reed和Fuerte 4个品种的油梨果实在22℃经0.5、1、5、15、30、 50、70nL/L 1-MCP处理24h后，再用300μL/L乙烯处理24h，发现未处理果采后5-9天成熟，乙烯处理则使果实提前3-5天成熟，而大于30nL/L的1-MCP处理显著延迟果实成熟，乙烯释放高峰被推迟12-13天，软化被推迟12-13天，色泽变化也被推迟10-11天，并减缓了多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纤维素酶活性的增长速率。对于这4个品种而言，1-MCP的延迟效应约为2周，之后果实仍能正常成熟，以50nl/L的效果最好。蔡嘉佑等以0、0.01、0.1、l、10、100μl/L 1-MCP于20℃下处理油梨果实后，乙烯释放高峰出现的天数依次为7、7、15、22、20、17天，显示0.1μl/L 1-MCP即具有延缓后熟的效果，而1μL/L即达到饱和，比对照延迟约15天后熟。在1-MCP处理后2周重复处理，可以使油梨果实后熟进一步延迟。

                           2 1-MCP在花卉贮运保鲜上的应用研究

2.1　盆栽植物

小型盆栽Bronze月季的花期是7天，Vanilla月季为23天, l-MCP处理对花期没有明显影响：当装运胁迫(即机械损伤胁迫)刺激时，Bronze乙烯释放量增加，花期缩短至6天, Vanilla乙烯释放量虽然没有变化(处于较低水平)，但花期降至17d；用1-MCP预处理后再装运则可增加这两个品种的花期；ABA处理这两个品种会增加落叶，加速花朵衰老，Bronze还出现落芽；1-MCP预处理Bronze则延迟了ABA的促花衰老效应，表明ABA的促衰作用至少部分是由乙烯介导的；但是在Vanilla上，1-MCP预处理却没有这种效果。1-MCP虽然能抑制盆栽红落地生根7个品种及3个新非洲皇后系品种的花对乙烯的反应，但对植株的寿命没有影响。正在开花的盆栽秋海棠、红落地生根、月季用1-MCP处理6h，能明显抑制外源乙烯的作用，减少落芽、落花、落叶，延缓花朵衰老。1-MCP的抑制效果随浓度增加而成线性增加，20nL/L 1-MCP的效果与0.5mM TST相同。10μL/L 3,3-DMCP可使盆栽Blue Chip东欧风铃草花期延长3.3－5.4天，而20nL/L的1-MCP处理则可延长9天。

2.2　扦插

聚乙烯薄膜包装的菊花、茼篙、马蹄纹天竺葵、木槿插条在20℃暗藏3天后生根率下降，马蹄纹天竺葵几乎减半，1-MCP或STS预处理减少了贮藏期间叶片黄化现象，提高了马蹄纹天竺葵扦插生根率；1-MCP处理的插条质量与对照相同，但比STS处理的插条质量要高。不过也发现1-MCP或STS预处理减少了菊花、木槿的扦插生根率。热带地区常常将花卉扦插材料船运到欧洲进行扦插，不良的贮藏条件会使单芽插条质量下降。常规的STS处理虽然能抑制叶片黄化、落叶，却显著降低麒麟叶插条的生根能力，使得生根率、生根数、总根长和总根干重减少，特别是STS处理的插条贮运后所受的损伤比STS处理后立即扦插更大；而1-MCP处理可维持插条质量，促进扦插生根。

2.3　切花

1-MCP预处理通常抑制了乙烯对鲜切花的促衰作用，尤其在鲜切花运销环境中含有微量乙烯时。1nL/L乙烯导致Rembrandt天蓝绣球落花率达50%，使得瓶插期间开花数减少；24nl/L 1-MCP预处理12h能有效地抑制落花，即使浓度高达500nL/L也未见毒性。大于15nL/L 1-MCP显著延缓兰花瓶插期间花序和小花鲜重下降及乙烯生成，并抑制了花朵因去雄造成的早衰现象。牵牛花用1-12mg/L乙烯处理12h，花瓣鲜重、蛋白质含量及膜流动性下降，电导率增加，花朵很快萎蔫；1-MCP单独处理6h对这些指标影响较小；而在乙烯处理之前用1-MCP预处理则乙烯不起作用，因为在花朵出现明显萎蔫之前，1-MCP就已干扰了乙烯的作用 ，3nL/L 1-MCP预处理Sandra康乃馨切花6h，可抑制随后0.4 μL/L乙烯引起的萎蔫反应，也使康乃馨在无乙烯空气中的花期比对照要长。0.5nL/L 1-MCP处理康乃馨切花24h可阻止乙烯的作用，维持花的质量。绯红龙船花植株或叶柄在3-9℃冷藏3天后转到20℃仅2天就落叶20%－80%，AVG可减少叶柄60%的乙烯释放量，落叶减少70%，而在冷藏前用1-MCP预处理植株则完全抑制落叶 。Macnish等对澳大利亚14种国产鲜切花在20℃用10nL/L 1-MCP或/和10μL/L乙烯处理12h，发现乙烯缩短瓶插寿命，而1-MCP可使这些鲜切花对外源乙烯不敏感。

                            3 1-MCP在蔬菜贮运保鲜上的应用研究

31 番茄

5-7nL/L 1-MCP处理延迟25℃下绿熟番茄的成熟(需8天)

3.2 青花菜

青花菜采后会迅速衰老，主要表现为小花和叶软化、黄化，采后呼吸速率高，0℃冷藏可保存2-4周；10℃时1μL/L l -MCP处理Windsor青花莱，即使暗藏于10℃含1μL/L乙烯的空气中18天，也降低了呼吸速率，抑制黄化。因此，应用1-MCP可减轻青花菜对低温的苛刻要求，在稍高于最适贮藏低温环境中仍能延长贮藏寿命。0.02、0.1、1、10、50μL/L1-MCP在5℃或20℃处理Green Belt青花菜1-6h，贮藏于5℃或20℃含0.1μL/L乙烯的空气中，以模仿商业环境，结果发现低浓度的1-MCP即可延缓花、叶的黄化和腐烂，所有处理贮藏寿命都比对照长100%-200%，其效果取决于处理浓度和时间及温度，并呈显著的线性关系。1μL/L 处理6h可比对照延长贮藏寿命超过100%，处理1h则延长50%；在5℃冷藏时，1-MCP在20℃处理比在5℃处理效果更好，20℃1μL/L处理6h，可延长贮藏寿命250%，而5℃处理6h延长200%，也许较高温度处理有利于1-MCP结合到乙烯受体位点上。

33 胡萝卜

Touchon胡萝卜在20℃用42μmol/m3 1-MCP处理4h后，贮藏在含4242μmol/m3或不含乙烯的大气中16天，结果表明，乙烯处理刺激呼吸，降低果汁可滴定酸含量，并刺激异香豆精(该物质与胡萝卜的苦味有关)的积累；在乙烯处理前用1-MCP预处理，则抑制了呼吸速率的增加和异香豆精的积累；而1-MCP单独处理仅仅阻止酸的损失，对异香豆精的积累没有影响。

3.4 莴苣

锈斑是莴苣的生理病害，126μmol/m³乙烯在6℃处理Iceberg莴苣叶中脉3天，锈斑发生率为5%一10%, 9天时达30%-35%，而在乙烯处理之前用42 μmol/m³ 1-MCP预处理6h，则降低了呼吸速率，抑制锈斑发生。

3.5 豌豆苗

完全消除乙烯对豌豆苗生长的抑制效应需40nL/L的1-MCP。

4 1-MCP在园艺作物上应用研究应注意的问题

     低浓度1-MCP (1-10μl/L)在应用上较为经济、安全。1-MCP已制成粉剂，商品名为安喜培Ansip，活性成分0.43%，使用时只需加人少量碱性溶液或吸水即可释放出1-MCP气体。该化合物在水果、花卉、蔬菜上的商业前景是诱人的，特别是对于跃变型果实或对乙烯特别敏感的植物。

      不过1-MCP在园艺作物上的应用研究时应注意影响处理效果的一些重要因子，如：(1)浓度与时间，以及处理时的温度；(2)果实种类及其成熟度；(3)1-MCP虽然能可逆地结合到乙烯受体上，但是它抑制乙烯的效应可能被果实新生成的受体所抵消；(4)处理后的贮藏条件。因此，1-MCP最适作用浓度因水果种类、成熟度、处理时间和温度而异。对于康乃馨和香蕉而言，要完全消除乙烯的影响，在24℃用0.5nl/L 1-MCP处理24h即可，而番茄则需7nL/L，苹果为1.0μL/L。苹果所需的1-MCP浓度较高，可能是因为果皮蜡对1-MCP的渗透性较差，或者果实内存在较大的乙烯受体库。Jiang等发现20℃下1000nL/L 1-MCP处理香蕉lh可完全消除乙烯诱导的成熟效应，而同样温度下50nL/L则需要处理12h才能达到同样效果。1-MCP在24℃时处理康乃馨的效果是4℃的4倍。当然，1-MCP重复施用可增强延缓成熟衰老的效果：Fan等在采收时用1-MCP处理乔纳金苹果，20天后再次处理要比只处理一次更好地保待果实硬度；Mattheis等在苹果、梨贮藏期间当果实的乙烯释放量低于0.1μL/L时，再次施用1-MCP可更有效地延迟后熟。

参考文献:（略）