甘油抑制桃果实采后褐腐病的作用研究

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桃果实因美味和营养价值高而成为最受欢迎的水果之一。然而,由于桃果实组织柔软、果皮薄,在采后贮藏过程中容易受到褐腐菌、根霉菌和灰霉菌感染产生褐腐病、软腐病和灰霉病等病害,其中褐腐病是桃果实收获后最具破坏性的病害。目前,桃果实采后真菌病害的防治很大程度上依赖于化学杀菌剂,但化学杀菌剂的过度使用造成了环境污染、食品存在安全隐患和病原体耐药性提高等问题。因此,有必要探索安全广谱、高效简便的桃果实防腐保鲜方法,以满足人们对高质量生活的追求。甘油属于可生物降解的糖醇,无毒、无害、环保、可食用,在水中的溶解指数高,吸湿性强,具有较高的安全性。近几年的研究表明,甘油参与植物生长和抗病过程,但是其在采后果蔬病害控制中的作用还不清楚。本研究采用甘油溶液喷洒处理采后桃果实后接种褐腐菌,调查甘油处理对桃果实褐腐病的抑制效果,并从离体抑菌和诱导桃果实抗病性两个方面探究甘油的抗病机理。主要研究结果如下:(1)以中华寿桃为试材,通过人工接菌试验筛选甘油的最佳使用浓度并对甘油处理后不同的接菌时间进行了考察,发现5%(v/v)浓度的甘油结合0.02%Silwet L-77表面活性剂喷施桃果实,在22°C下可以延迟果实发病时间12 h,即使在96 h,发病率仍然显著低于对照,因此,5%(v/v)浓度为甘油最佳使用浓度。甘油处理后24 h接种褐腐菌的病斑扩展速率最慢,因此,推测甘油处理后可能诱导果实提高抗病性。在实际应用中推荐使用5%浓度的甘油对桃果实进行喷施处理。(2)对甘油的抑菌性能进行初步研究,分别使用1%、2%、3%、4%、5%和6%(v/v)的甘油对褐腐菌菌丝和孢子进行处理,处理后对菌斑直径和孢子萌发率进行测定,发现甘油处理不会降低褐腐菌菌斑直径和孢子萌发率,说明甘油对褐腐菌没有直接抑制或杀灭作用。(3)用5%的甘油处理桃果实后24 h接种M.fructicola,发现甘油处理能明显提高桃果中抗氧化相关酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,但是过氧化氢酶(CAT)活性与对照相比没有显著差异(P>0.05),而且甘油处理降低了超氧阴离子和过氧化氢含量,提高了桃果实抗氧化能力,有利于抑制桃果实病斑的扩展。另外,发现甘油处理减少了丙二醛(MDA)的水平、可溶性固形物和酸度的消耗,使果实的硬度下降变慢,能够延缓桃果实的软化,减少膜脂过氧化。(4)考察了5%浓度的甘油处理后果实几丁质酶(CHI)和β-1,3-葡聚糖酶(GNS)活性变化,利用荧光定量PCR方法测定了CHI、GNS、病程相关蛋白1基因(PR1)、病程相关蛋白1非表达子基因(NPR1)的相对表达量,发现5%甘油处理可以提高果实CHI和GNS活性及CHI和GNS的基因表达量。同时诱导了系统获得抗病性(SAR)的标志性基因PR1和NPR1的表达。另外,5%浓度的甘油处理还提高了果实内水杨酸(SA)的水平,说明甘油处理可能通过SAR诱导了桃果实抗病性提高。(5)5%浓度的甘油处理后,果实内与G3P合成有关的两个关键酶甘油激酶(GLI1)和甘油三磷酸脱氢酶(GPDH)基因的相对表达量显著升高,油酸水平下降,接菌后果实饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸以及不饱和脂肪酸亚麻酸和亚油酸含量均有显著升高,说明5%浓度的外施甘油可以通过影响甘油三磷酸(G3P)合成的关键酶和基因的表达水平调控G3P的合成,外源甘油渗入果实后在果实体内转化为G3P,G3P进入到桃果实质体内可以与C18:1反应生成磷脂类化合物,进而可以减少油酸(C18:1)的含量,从而进一步触发防御信号,增强桃果实的抗病反应。
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