果实呼吸速率达最高值的时期。是果实个体发育的转折期。不论在树上还是采收的果实,只要发育进入这一临界期,呼吸速率就会急速上升,达到最高值,而后缓慢下降。与此同时,伴随着一系列的成熟生理变化的发生。
20世纪30年代,英国科学家基得和韦斯特(F.Kidd和C.West)在研究布瑞姆莱(Bramley)苹果采收后不同温度条件下,呼吸速率变化的进程时,发现不同时间采收的苹果都会或早或迟出现一个呼吸高峰,同时伴随着果实成熟的现象,对于果实这一由生长转向衰老的转折点,被称为跃变期。以后许多科学家在其他果实中也证实了这种现象的存在。但有些种类如柠檬、橙、葡萄柚、葡萄、樱桃、无花果、菠萝、草莓等没有呼吸高峰出现。60年代比埃尔(J.Biale,1960)根据呼吸变化的类型,把果实划分为跃变型和非跃变型两类(图1),它们之间的生理生化特性有很大差别。
图1在稳定温度下,呼吸跃变的进程可划分为如下阶段:呼吸上升前,呼吸速率最低的时期称为跃变前期;呼吸速率上升时为跃变期或呼吸上升期,达到最大值时为高峰期;最后呼吸下降为跃变后期(图2)。
不同种类果实呼吸跃变进程持续的时间长短,以及达到的最大峰值虽很不相同,但在呼吸上升的同时,与成熟作用有关的生理生化变化积极活跃,合成反应旺盛进行,有新的核酸、蛋白质(酶)形成。呼吸高峰以后,分解反应逐渐占主导,组织结构逐渐解体、崩溃,最后死亡。
图2呼吸跃变的生化机制还不清楚,跃变期间观察到参与呼吸作用的磷酸果糖激酶、苹果酸酶和丙酮酸脱羧酶活性增加,线粒体的磷、氧比值增高,呼吸控制(RC比)改善,同时呼吸末端电子传递链中抗氰支路所占的比例增加。呼吸跃变与果实乙烯产生有密切联系,跃变前的果实用乙烯处理能诱导呼吸跃变;而呼吸跃变的同时,乙烯产生急剧增加。如抑制果实乙烯的生成和作用,呼吸跃变将被抑制和延迟。成熟开始后乙烯自我催化大量生成并起作用,是刺激呼吸跃变的重要因素(见果实成熟与衰老)。其他组织如花冠在发育过程中呼吸变化也会出现类似果实的跃变现象。