广东
近日，华南农业大学资源环境学院姚丽贤研究员团队在荔枝黑皮病发病机制研究方面取得新进展。研究结果以“New Litchidiols and Their Derivatives of Oxidation and Polymerization contribute to the Occurrence of Dark Pericarp Disease in Litchi”为题，发表在农业与食品科学领域期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
荔枝黑皮病（Dark Pericarp Disease, DPD）是由锰胁迫引发的生理性病害，其典型特征为果皮出现不规则深色病斑（图1）。黑皮病严重影响果实外观品质和经济价值，对荔枝产业造成了较大冲击。我们前期研究发现，黑皮病果病斑积累大量活性氧，细胞超微结构受损，推测果皮次生代谢物区隔化失效，导致某些次生代谢物发生氧化/聚合反应，可能是反应产物的累积导致形成肉眼可见的暗色病斑（Liu et al., 2024）。
图1 不同品种荔枝黑皮病果外观
（A: 桂味；B: 观音绿；C: 无核荔；D: 马贵荔；E: 海垦6号；F: 井岗红糯）
在本项研究中，研究团队进一步利用液相色谱、质谱和核磁共振等技术，分离并鉴定病果病斑中呈色的关键酚类化合物，并跟踪这些化合物在黑皮病发生和发展过程中（青果期、转色期和成熟期）的含量变化。从病果黑皮中鉴定出4种具有C6-C3结构、易于氧化的浅色荔枝酚（5-羟基-8-甲基生育三烯酚、荔枝酚B、C和D）、6种荔枝醌（荔枝酚的氧化物）以及5种深色的荔枝酚二聚体，其中13种化合物为国际上首次报道的天然产物（图2）。荔枝果皮富含荔枝酚类化合物。果实膨大期荔枝在锰胁迫条件下，果皮荔枝酚快速氧化聚合为二聚体，导致果皮二聚体含量在短期内急剧上升（图3）。
图2 荔枝酚及其衍生物结构式
图3 桂味果实不同发育阶段果皮荔枝酚、荔枝醌及荔枝酚二聚体的含量
体外反应显示，荔枝酚类物质首先被氧化生成荔枝醌类中间体，随后这些醌类化合物与荔枝酚发生聚合反应，可形成多种二聚体（图4）。正是这些深色二聚体的累积导致黑皮病果病斑的形成，并合理解释了田间荔枝黑皮病突然爆发的现象（图5）。上述发现成功回答了黑皮病果病斑中的暗色物质是什么、以及它们是怎样形成的科学问题，为该病的防控策略提供了理论依据和思路。
图4 荔枝黑皮病发病模型
图5 荔枝黑皮病发病模型
本研究由农业农村部现代农业产业技术体系（CARS-32）和广州市农业科研项目（2024年，项目编号10）共同资助。
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c04880
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