Abscisic Acid Stimulates Softening and Pigmentation of Jersey Highbush Blueberry Fruits during Ripening

Abstract

포도나 딸기와 같은 일부 호흡 비급등형 과실의 성숙은 앱시스산(abscisic acid, ABA)의 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그러나, 모든 호흡 비급등형 과실들이 이런 특성을 공유하는지는 명확하지 않다. 호흡 비급등형 과실로 알려진 블루베리(Vaccinium spp.)는 성숙 과정에서 높은 함량의 안토시아닌을 축적한다. 이런 점 때문에 블루베리는 과실의 성숙을 연구하기에 매우 적합한 도구가 될 수 있다. 이 연구에서는, 저지 하이부쉬 블루베리(V. corymbosum) 과실의 발달 기간 중 형태학적, 생리학적 변화를 관찰하고 외생 ABA가 과실 성숙에 미치는 영향을 조사하였다. 외생 ABA의 영향을 밝히기 위해, 과실의 착색이 시작되기 전인 만개 후 6주차에 10, 100, 그리고 1,000 ppm의 ABA를 과실에 처리하였고, 처리 후 0, 3, 6, 9, 그리고 12일차에 과실을 수확하였다. 발달 기간 중 과실의 생장은 세 개의 뚜렷한 단계들로 구분되는 이중 S자형 곡선을 따랐다. 과실 내의 내생 ABA 함량은 발달 과정 중 유의하게 증가하였다. 한편, 안토시아닌 함량은 단계 III에서 급격하게 증가하였으며, 이는 과실의 착색 시기와 일치하였다. 저지 하이부쉬 블루베리 과실에서 발견된 아홉 종류의 안토시아닌 중에서 말비딘 계열의 안토시아닌이 가장 함량이 높았다. 모든 안토시아닌은 a*(붉음)와 b*(푸름) 값 모두와 강한 상관성을 보였다. 과실 성숙 시작 시점에 외생적으로 ABA를 처리한 결과, 과실의 경도가 더 빨리 감소하였다. 더 나아가, a* 값이 더 빨리 증가하고 b* 값이 더 빨리 감소한 것으로 보아 외생 ABA가 착색을 촉진시켰다는 것을 알 수 있었다. 동시에 안토시아닌 또한 ABA를 처리한 과실에서 더 빨리 축적되었다. 이런 결과들은 ABA가 저지 하이부쉬 블루베리 과실의 성숙 과정에서 과실의 연화와 색소화에 중대한 영향을 끼친다는 것을 나타낸다.

Ripening of some non-climacteric fruits such as grapes and strawberries is affected by abscisic acid (ABA). However, it is not clear whether this is a shared property in all non-climacteric fruits. Blueberries (Vaccinium spp.), known as non-climacteric fruits, accumulate high levels of anthocyanins during ripening. This alone makes blueberries a suitable tool to study the ripening of fruits. In this study, morphological and physiological changes were monitored in Jersey highbush blueberries (V. corymbosum) during fruit development and effects of exogenous ABA on fruit ripening were investigated. To determine the effects of exogenous ABA, fruits were treated with 10, 100, and 1,000 ppm ABA at 6 weeks after full bloom, before coloration initiated, and harvested at 0, 3, 6, 9, and 12 days after treatment (DAT). Fruit growth exhibited a double sigmoidal curve consisting of three distinguishable stages. Endogenous ABA contents significantly increased during fruit development. Anthocyanins increased dramatically at stage III, concurrently with the coloration. Among nine anthocyanins identified, malvidins were most abundant in the berries. All anthocyanins were strongly correlated with both a* (redness) and b* (blueness) values. ABA application at the onset of ripening accelerated the decrease of fruit firmness. Furthermore, a* value increased and b* value decreased more rapidly, indicating that exogenous ABA promoted coloration. Coinciding with the a* and b* values, all individual anthocyanins accumulated faster in ABA-treated fruits than in untreated fruits. These results indicate that ABA plays a crucial role in fruit softening and pigmentation of Jersey highbush blueberries during ripening.