论文部分内容阅读
甜樱桃果实色泽鲜艳,风味鲜美,营养丰富,含有碳水化合物、蛋白质、维生素、铁、钙、钾等人体必需的营养元素和矿物质,还含有生物活性成分如花青素、酚类、类胡萝卜素等,具有很高的营养价值和商业价值,深受广大消费者喜爱。甜樱桃果实成熟于气温较高的初夏,采后呼吸代谢旺盛,且果实皮薄多汁,采摘以及运输、销售过程中易受机械损伤和病原菌侵染,不耐贮运。由Penicilium expansum引起的青霉病是甜樱桃果实采后主要的真菌性病害之一。传统的化学杀菌剂能够有效的降低甜樱桃果实采后青霉病的发生,但随着人们对食品安全和环境保护的关注,化学杀菌剂的使用受到限制,迫切需要寻找安全高效的果实采后病害控制的新方法。在果蔬采后贮藏保鲜的处理方法中,热处理具有安全、易于操作、无农药残留等优点,因此被广泛应用于多种果蔬的采后病害以及成熟衰老控制等方面。茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)是植物体内天然合成的信号分子,在植物的生长发育、果实成熟以及应对胁迫等过程中发挥着重要作用。β-氨基丁酸(BABA)是一种非蛋白质氨基酸,能够诱导植株抗性以抵抗多种病菌的侵染。本论文以甜樱桃果实为试材,研究了热空气(hot air,HA)、MeJA及BABA对甜樱桃果实采后青霉病的防治效果,对抗病相关酶活性、抗病相关基因和蛋白表达及体外抑菌效果等的影响,以揭示HA、MeJA及BABA抑制甜樱桃果实青霉病的可能机理,为其在采后贮运中的应用提供理论依据。研究结果分述如下:1.为确定热空气处理提高甜樱桃采后抗病性的最优条件,采用响应曲面法(RSM)研究了不同温度-时间的热空气处理对甜樱桃采后青霉病的抑菌效果和果实品质。甜樱桃果实采后用不同温度热空气(40-48℃)和不同处理时间(60-180min)处理后,接种青霉菌20℃下贮藏5天,贮藏结束后测定果实的病斑直径、硬度、抗坏血酸含量和固酸比,建立了四个响应值的二次多项数学模型,模型极显著,拟合度高,实验误差小,并利用模型的响应面对甜樱桃的抗病性和果实品质进行了探讨。结果表明,热空气处理诱导提高甜樱桃抗病的较优条件为处理温度为44℃,处理时间为114 min,该条件可有效抑制甜樱桃采后青霉病的扩展,维持了较好的品质,为热空气处理在甜樱桃贮藏保鲜中的应用提供理论依据。2.44℃、114min的热空气处理够诱导甜樱桃果实的抗病性,降低贮藏期间由P.eapansum导致的青霉病发病率和果实病斑直径的扩展。热空气处理一方面直接诱导了甜樱桃果实中抗病相关酶如CHI、GLU、PPO、POD活性的上升,另一方面抑制了甜樱桃果实中细胞壁降解酶如PG、PME活性的上升,上调了NPR1-like、CAT、GLU等抗病相关基因的表达,此外热空气处理还抑制了PaEXP的表达,延缓了果实的软化。另外,基因表达实验的结果还表明,无论甜樱桃果实是否受到病原菌的侵染,热空气处理都能够直接诱导抗病相关基因的表达。这些结果表明,热空气处理抑制樱桃果实青霉病的机理主要是通过直接诱导了果实的抗病性和延缓了果实的软化实现的。3.10μM的MeJA熏蒸处理可以有效抑制甜樱桃果实采后青霉病的发生,抑制了病斑直径的扩展。体外抑菌实验的结果表明,MeJA处理对P.expansum有短暂的抑制作用。MeJA处理诱导了抗病相关酶如几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性的上升和抗病相关基因如CAT、PAL、GLU、NPR1-like和THAU的表达,抑制了PG和PME活性的增加和果实细胞膜透性、MDA含量的增大,并较好的维持了果梗的绿色和果梗去除力,延缓了果实的衰老,提高了其抗逆性。双向聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果表明,MeJA处理能够提高果实中抗病相关蛋白的表达,抑制了果实采后的基础代谢。抗病相关酶活性、基因表达及2-DE的结果表明MeJA对甜樱桃果实采后青霉病的抑制主要是通过priming的机制,而不是直接诱导。4.甜樱桃果实采后用30mM BABA处理能够降低P.expansum引起的青霉病的发病率和病斑直径。体外实验证明,BABA处理能够显著抑制青霉孢子的芽管伸长,对青霉孢子萌发率抑制效果不明显。BABA处理诱导了β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的升高,提高了果实的木质素含量,提高了甜樱桃果实的抗氧化活性,增加了果实对青霉病的抗性。BABA浸泡处理,延缓了甜樱桃果实的软化,降低了细胞壁降解酶的活性,减少了甜樱桃果实细胞壁成分(WSP、NSP、CSP、cellulose和hemicellulose)的下降,降低了膜渗透性和MDA含量的增加,维持了甜樱桃果皮的结构,促进了果实的抗病性。此外,BABA处理能够抑制甜樱桃果实贮藏期间的呼吸速率和失重率,延缓了果实中单糖和有机酸的下降,维持了果实的品质。