采后果实抗病性诱导中的Priming现象及机理研究

随着人们对食品安全的日益重视，许多用于果实防腐处理的化学杀菌剂被禁止使用，应用各种激发子处理诱导提高果实抗病性以控制贮藏病害的发生，已成为国际上果实保鲜技术研究的热点。Priming是指植物体在受激发子诱导后不直接表现可检测的抗病反应，而仅在受病原菌侵染后才表现出抗病反应的现象，它是植物表达抗病性的普遍形式，但采后果实是否存在Priming现象还不清楚。本项目以桃、枇杷和葡萄等果实为研究对象，采用果实病菌接种和果肉组织培养等方法，从抗病相关酶基因表达、酶活性和相关物质含量变化等方面，研究BTH、BABA、MeJA和热空气等激发子对果实采后抗病性诱导的作用和形式，探索采后果实抗病性诱导中的Priming现象并揭示其机理，确定不同激发子引发Priming的适宜处理条件。本研究不仅可以丰富果实采后生理和病理理论，同时也为基于Priming现象的诱导抗病技术在果实采后保鲜中的应用提供科学依据。

应用各种激发子处理诱导提高果实抗病性以控制贮藏病害的发生，已成为国际上果实保鲜技术研究的热点。Priming是指植物在受激发子诱导后不直接表现可检测的抗病反应，而仅在受病原菌侵染后才表现出抗病反应的现象，它是植物表达抗病性的普遍形式，但采后果实是否存在Priming现象还不清楚。为此本项目以桃、枇杷和葡萄等果实为试材，首先研究了生物（B. cereus AR156）、化学（MeJA）和物理（HA）激发子对这些果实采后腐烂的影响，确定了能有效提高果实抗病性的激发子：桃和枇杷B. cereus AR156；枇杷、葡萄和杨梅10 μmol/L MeJA；杨梅48 C、3 h HAT；草莓45 C、3.5 h HAT。在此基础上, 研究 B. cereus AR156、MeJA和HA处理对果实腐烂、抗病相关酶活性和基因表达的影响，发现B. cereus AR156处理可显著抑制由R. stolonifer引起的桃软腐病和由C. acutatum引起的枇杷炭疽病；MeJA处理可显著抑制由P. citrinum引起的杨梅绿霉病、由B. cinerea引起的葡萄灰霉病和由P. expansum引起的樱桃绿霉病；HA处理可显著抑制枇杷炭疽病和草莓灰霉病，同时这些处理都可显著提高果实抗病相关酶活性。只有经过B. cereus AR156或MeJA处理并接种病原菌的果实抗病相关基因CHI, GNS, PAL和NPR1-like等才快速而大量表达，而HA处理直接诱导抗病相关基因的大量表达。这些结果表明，B. cinerea和MeJA是通过Priming机制来诱导提高果实的抗病性，并且priming是采后果实表达抗病性的一种普遍形式；而HA直接诱导提高果实的抗病性。采用果肉组织培养的研究表明，HA处理的杨梅果肉组织中热激蛋白（HSP70）和几丁质酶蛋白合成明显增加, 而采用MeJA处理不能直接诱导这些蛋白的合成；同时，伴随这些抗病相关蛋白的合成，HA处理果肉组织中葡萄糖、蔗糖及氨基酸等营养成分含量明显降低，而MeJA处理对这些营养成分无显著影响。这些结果进一步证实了MeJA是通过Priming机制诱导提高果实的抗病性，而热处理是直接诱导果实的抗病性；同时抗病性的诱导会造成营养物质的消耗，从而降低果实品质。这些研究成果为基于Priming现象的诱导抗病技术在果实保鲜中的应用提供依据。