《食品科学》：南京农业大学郑永华教授等：褪黑素处理对桃果实采后软腐病的影响及其机理

桃属于蔷薇科桃属植物，其果肉柔软多汁且营养丰富。由匍枝根霉（Rhizopus stolonifer）引起的软腐病是桃果实采后贮藏的主要病害。常用的防治采后果实病害方法分为物理方法、化学方法和生物方法。使用绿色环保的激发子处理提高采后果实抗病性可有效防治果实采后病害的发生，从而减少化学杀菌剂使用剂量。

褪黑素（MT）又名N-乙酰-5-甲氧基色胺，是一种广泛存在于生物体内的吲哚胺类内源激素，在调节植物生长发育、提高抗逆性以及延缓成熟衰老等方面发挥着重要作用。有多项研究表明MT处理在提高果蔬抗病性方面发挥着积极作用。

南京农业大学食品科学技术学院的董小盼、汤静、郑永华*以‘霞晖8号’水蜜桃为实验材料，探究MT处理对桃果实采后品质参数、苯丙烷代谢、抗病相关酶活性及病程相关蛋白（PRs）基因表达的影响，明确MT对采后桃果实防卫反应的诱导作用和具体模式，以期为生产上改进桃果实采后防腐保鲜技术提供依据。

1 不同浓度MT处理对桃果实采后软腐病发病率和病斑直径的影响

如图1所示，桃果实接种病原菌后在贮藏36 h开始发病，发病率及病斑直径逐渐上升。在贮藏60 h，0.05、0.10、0.50 mmol/L和1.00 mmol/L MT处理组的发病率和病斑直径均小于对照组，病斑直径相较于对照组分别降低了16.50%、21.02%、33.94%和24.39%；且0.50 mmol/L MT处理的果实病斑直径显著低于0.05、0.10 mmol/L和1.00 mmol/L MT处理组（P＜0.05）。因此选择0.50 mmol/L的MT处理浓度进行后续实验。

2 MT处理对桃果实采后品质参数的影响

如表2所示，贮藏60 h后经病原菌接种的桃果实硬度、TSS质量分数和VC含量均低于对照组；与单一接菌组相比，MT＋R. stolonifer处理能够有效提高桃果实采后的品质参数。

3 MT处理对桃果实采后CHI和GLU活性的影响

如图2所示，在整个贮藏期间，对照组桃果实CHI和GLU活性呈缓慢上升趋势，MT处理可以有效促进两种酶活性的上升。接种R. stolonifer后，CHI和GLU活性迅速升高，并在12 h达到峰值，随后呈下降趋势；MT＋R. stolonifer 组中CHI和GLU活性的上升趋势更为显著（P＜0.05），两种酶活性的峰值较单一接种组分别上升了18.01%和11.59%。

4 MT处理对桃果实采后苯丙烷代谢途径相关酶活性的影响

如图3所示，对照组桃果实的PAL和4CL活性在整个贮藏期间保持平稳状态，而C4H、POD和PPO活性随贮藏时间的延长呈逐渐上升趋势。MT处理可有效提高PAL、C4H、4CL、POD和PPO活性。接种R. stolonifer可显著诱导桃果实中苯丙烷代谢途径相关酶活性的上升（P＜0.05）；MT＋R. stolonifer组提高桃果实贮藏期间PAL、C4H、4CL、POD和PPO活性的效果更为显著（P＜0.05），使其保持在最高水平。

5 MT处理对桃果实采后总酚和木质素含量的影响

如图4所示，在整个贮藏期间，对照组桃果实中总酚和木质素含量变化趋势基本相似，呈先升高后下降趋势；单一MT处理或R. stolonifer接种可有效促进桃果实中总酚和木质素的积累，MT＋R. stolonifer处理较单一病原菌接种或MT处理能更为显著地诱导总酚和木质素含量的上升，使其在贮藏前36 h维持在最高水平（P＜0.05）。

6 MT处理对匍枝根霉离体生长的影响

如表3所示，随着时间的延长，R. stolonifer的孢子萌发率、芽管长度以及菌丝生长均呈上升趋势。在离体培养的24 h内，MT处理组孢子萌发率、芽管长度以及菌丝长度均与对照组无显著差异（P＞0.05）。

7 MT处理对桃果实采后PRs基因相对表达量的影响

如图5所示，在整个贮藏期间，对照组和单一MT处理组的PRs基因表达量保持在一个较低的水平。接种R.stolonifer可有效诱导PRs基因的表达，使其在24 h内出现峰值，随后逐渐下降；MT＋R. stolonifer组的PRs基因表达变化趋势与单一R. stolonifer接种组基本一致，但MT＋R. stolonifer处理较单一R. stolonifer接种在贮藏48 h内更能显著上调PRs基因的表达（P＜0.05）。

讨论与结论

MT作为一种天然植物激素，可通过独立的信号传导途径调控植物多种逆境响应。研究表明，0.05～10 mmol/L MT处理可通过诱导抗病相关酶活性、植保素含量或PRs基因表达水平的上升提高葡萄、蓝莓和李子的抗病性，延长贮藏周期。在本研究中，使用0.05～1.00 mmol/L的MT处理也可有效降低桃果实采后软腐病的发病率和病斑直径，其中0.50 mmol/L的MT处理浓度能最有效地抑制桃果实采后病害的发生。CHI和GLU是两类重要的PRs，能分别降解真菌细胞壁几丁质和葡聚糖，从而限制病原菌的进一步侵染；苯丙烷代谢则是植物体内合成次生代谢产物（如酚类物质、木质素和植保素等抗菌物质）的主要途径，PAL、C4H、4CL、POD及PPO是该途径的关键酶。相较于对照组，MT处理通过激活苯丙烷代谢途径及PRs基因表达，促进其相关酶活性的增加，提高总酚及木质素的含量，从而抵抗匍枝根霉对采后桃果实的侵染。此外，离体抑菌研究表明，MT对R. stolonifer的孢子萌发、芽管伸长以及菌丝生长无明显抑制作用。以上结果表明，0.50 mmol/L MT通过促进桃果实中总酚和木质素的合成与积累、提高抗病相关酶活性及PRs基因的表达，从而诱导提高果实对R. stolonifer的抗性。

本研究发现，经单一MT处理组的桃果实防御反应并不强烈，但经MT处理的果实接种R. stolonifer后，果实中总酚和木质素含量，CHI、GLU、PAL、C4H、4CL、POD和PPO活性以及PpCHI、PpGLU、PpPAL和PpPOD防卫基因表达量的迅速上升，说明果实抗性明显增强。这些结果说明，MT无法直接诱导桃果实抗病性，但可通过敏化反应机制使果实在病原菌侵染后以更快的速度启动防卫反应。近年来的诸多研究发现，植物敏化反应可以由不同类型的化学、生物或物理激发子进行激活，敏化反应机制极有可能是植物表达防御反应的普遍模式。鉴于抗病性反应会将果实正常的代谢转入逆境响应，大量消耗植物能量和底物，进而影响果实采后品质；而敏化反应抗性仅在植物遭受严重生物胁迫时才进行表达，是一种基于代谢平衡和防卫反应的植物抗性模式，可显著减少植物的适应度损失。前期研究也发现，低浓度茉莉酸甲酯或β-氨基丁酸处理也可诱导桃和葡萄果实的敏化反应抗性，使果实在接种病原菌后快速激活苯丙烷代谢途径和PRs基因的表达，促进植保素合成与PRs积累，赋予果实更强的抗病能力；同时敏化反应抗性也有效维持了果实采后可溶性糖积累和后熟进程。在本研究中，MT也可有效减缓桃果实采后硬度、TSS和VC含量的下降，维持采后良好的品质并降低发病率。

综上所述，0.50 mmol/L MT可有效抑制桃果实采后软腐病的发生并维持果实品质，并且能有效诱导激活桃果实苯丙烷代谢途径及PRs基因表达。同时，MT对R. stolonifer的离体生长无显著抑制作用。与单一MT处理和R. stolonifer接种相比，先经MT处理后接种病原菌的桃果实表现出更为强烈的抗病反应，能更显著激发苯丙烷代谢途径，增强PRs基因表达水平，诱导抗病相关酶活性的提高，促进总酚和木质素的积累。因此推测，MT 处理主要通过敏化反应机制提高桃果实采后抗病能力，从而抵御匍枝根霉的侵染。

本文《褪黑素处理对桃果实采后软腐病的影响及其机理》来源于《食品科学》2024年45卷第11期243-249页，作者：董小盼、汤静、丁娇、金鹏、郑永华。DOI: 10.7 506/spkx1002-6630-20230918-160 。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）