BABA处理对采后芒果果实抗病性的影响

弓德强　梁清志　黄光平　邓立宝　李雄辉　王晓　朱世江

摘 要 以‘台农1号芒果为试材，研究采后分别用0、50、100、200、400 mg/L的β-氨基丁酸（BABA）处理对在常温（22～25 ℃）贮藏条件下芒果果实抗病性的影响，并探讨相关防御机制。结果显示，与对照果实相比，BABA采后处理显著降低了芒果果实的病情指数和病果率，从而提高了芒果的商品果率，对芒果采后抗病性具有明显的诱导作用，其中100 mg/L的BABA处理效果最好。在贮藏过程中，BABA（100 mg/L）处理不仅显著提高了芒果防御酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）的活性，同时也提高了芒果抗性物质总酚和木质素的含量以及贮藏早期过氧化氢（H2O2）的水平。表明防御酶、抗性物质及活性氧可能参与了BABA诱导芒果果实采后抗病性的过程。

关键词 芒果；β-氨基丁酸；抗病性；防御酶；抗性物质

中图分类号 S667.7 文献标识码 A

Abstract The effect of β-aminobutyric acid（BABA）treatment with 0， 50， 100， 200 or 400 mg/L on disease resistance in harvested mango（Mangifera indica L. cv. Tainong No.1）fruits during storage at ambient temperature （22-25 ℃）and the possible defense mechanism involved were investigated to provide a theoretical basis for the new technological control of postharvest diseases. The results indicated that BABA significantly reduced the disease index and disease incidence， and enhanced the commodity fruit rate of mango fruits， compared to the control. BABA treatment was effective in inducing the resistance of mango fruits to postharvest diseases， and 100 mg/L BABA was the most effective treatment for the control of postharvest diseases. Compared with the control， BABA （100 mg/L）significantly enhanced the activities of defense enzymes phenylalanine ammonia-lyase（PAL）， peroxidase （POD）and polyphenol oxidase（PPO）in mango fruits during storage. Meanwhile， BABA significantly increased the contents of antifungal substance such as total phenolic and lignin in fruits during storage. In addition， BABA also significantly increased the level of hydrogen peroxide（H2O2）in fruits in the early stage of storage. These results suggest that defense enzymes， antifungal substance and reactive oxygen species were probably involved in the BABA-induced disease in harvested mango fruits.

Key words Mango； β-aminoisobutyric acid； Disease resistance； Defense enzymes； Antifungal substance

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.11.024

芒果（Mangifera indica L.）屬于热带亚热带水果，一般在高温季节采收，果实呼吸代谢比较旺盛，常温条件下不耐贮藏，容易发生病害而腐烂，因此成为芒果产业快速发展的瓶颈。目前，在生产中芒果果实的防病保鲜处理方法仍在用化学杀菌剂，虽然效果较好，但其药物残留、产生抗药性等负面作用越来越引起广大消费者的关注和担心。因此，探索新的安全高效的防病保鲜剂成为研究热点[1]。近年来，抗病性诱导技术已经成为果蔬采后病害防治研究的热点，被认为是最有前途能替代化学杀菌剂的控制果蔬采后病害的方法。果蔬诱导抗性是采用生物和非生物诱导因子处理采后果蔬产品，通过提高果蔬自身的免疫力间接减少病原菌的侵染，从而延长果蔬的贮藏寿命，因此具有很大的应用潜力。

β-氨基丁酸（β-amino-butyricacid，BABA）是一种由番茄根系分泌的非蛋白氨基酸，具有广谱的诱抗活性，可诱导植物组织由病毒、细菌、卵菌、真菌、线虫以及其他非生物胁迫引起的伤害产生抗性，从而保护植物的叶部、根部和果实免受危害[2]。BABA虽然不能直接作用于病原菌，但可以诱导植物防御酶活性的升高、木质素合成的增强，以防止病原菌的侵入、菌丝的生长和孢子的形成，从而达到防病作用。BABA具有对环境安全、高效诱抗作用，被认为是一种应用前景极为广泛的植物化学诱导剂[1]。有报道表明，BABA能诱导马铃薯[2]、番茄[3]、葡萄[4-5]和辣椒[6]等多种作物产生对多种病害（如干腐菌、晚疫病、霜霉病和炭疽病）的抗性。在诱导采后水果抗病性方面，采后BABA处理能够诱导沙糖桔[1]、香蕉[7]、葡萄柚[8]和苹果[9]等果实产生抗病性，有效减轻采后病害的发生。目前有关BABA处理提高芒果采后抗病性及相关机理的研究尚未见报道。因此，本试验以‘台农1号芒果为试材，研究BABA处理对采后芒果果实抗病性的影响，并探讨防御相关酶（PAL、POD和PPO）、抗菌物质（总酚、木质素）含量及活性氧（过氧化氢）水平的变化规律，为探索控制芒果采后病害的新技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及预处理

本试验供试品种为‘台农1号芒果（Mangifera indica L. cv. Tainong No.1），于2014年8月2日采自广西百色市田阳县百育镇一芒果生产园，树龄12年生，生长势良好，采收成熟度为7～8成，带果柄采收后装入纸箱，用中型货柜车运回湛江南亚热带作物研究所实验室冷库中进行预冷。

1.2 方法

1.2.1 试验处理方法 处理时剪留果柄约1～2 cm，选取大小均匀，无病虫害，无机械损伤，色泽、成熟度基本一致的果实，先用自来水冲洗，晾干后进行处理。芒果果实随机分成5组，进行BABA（含0.05% Tween-80）处理，处理浓度分别为0、50、100、200、400 mg/L，其中蒸馏水作为对照（CK），以果面达到均匀喷淋为准。自然风干后将果实放入塑料筐内，每筐10个果，外套厚0.02 mm的打孔聚乙烯薄膜袋，封口后贮藏于室温（22～25 ℃、RH 85%～95%）的库中。每个处理共30个果实，重复3次。调查贮藏10 d后果实的发病情况，统计果实的发病率、病情指数和商品果率，筛选出BABA的最佳处理浓度。处理与对照果每3 d取样1次，每次选取5个果实，分离果皮，切成小片后立即用液氮速冻处理，于-80 ℃冰箱中保存用于生化指标的测定。

1.2.2 病情指数、病果率及商品果率统计 参照Hofman等[10]的方法，将病情按轻重分为5级。0级：无病斑；1级：出现零星腐烂斑点；2级：病斑面积占果实总面积的25%以下；3级：病斑面积占果实总面积的25%～50%；4级：病斑面积占果实总面积的50%以上。

病情指数=[∑（病害级值×病害果数）×100]/（病害最高级值×总果数）。根据公式，病情指数的值取0～100。

病果率=[（总果数-0级果数）×100%]/总果数。

商品果率=[（0级果数+1级果数）×100%]/总果数。

1.2.3 防御酶活性的测定 PAL活性参照Tian等[11]的方法测定，以OD290每小时增加0.01表示一个酶活力单位（U）；POD活性参考Mo等[12]的方法测定，略有修改，以OD470每分钟增加0.01表示一个酶活力单位（U）；PPO活性参考Lin等[13]的方法测定，略有修改，以OD398每分钟增加0.01作为一个酶活性单位（U）；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法[14]测定；酶活性均以U/mg pro表示。以上指标测定均重复3次。

1.2.4 过氧化氢（H2O2）、总酚和木质素含量的测定

过氧化氢（H2O2）含量参照Prochazkova等[15]的方法测定，结果以μmol/g FW（鲜重）表示；总酚含量参照Gong等[16]的方法测定，用没食子酸做标准品，结果表示为每克鲜样质量含有没食子酸等效物的毫克数；木质素含量参照Lee等[17]的方法测定，结果以OD280/mg DW（干重）表示。以上指标测定均重复3次。

1.3 数据分析

采用 Excel 软件以及DPS v3.01数据处理系统进行数据分析和差异性检验。

2 结果与分析

2.1 不同浓度BABA处理对控制芒果采后病害的影响

BABA处理对控制芒果采后病害和提高商品性具有明显的效果。从图1-A可以看出，在贮藏10 d时，不同浓度BABA采后处理均在一定程度上降低了芒果果实的病情指数，50～200 mg/L的BABA处理果实的病情指数显著低于对照果（p<0.05），并且100和200 mg/L的BABA处理优于50 mg/L的BABA处理。从图1-B可以看出，在0～400 mg/L的范围内，BABA处理均显著降低了芒果果实贮藏10 d时的病果率（p<0.05），其中100 mg/L的BABA处理效果最好，其病果率显著低于50和400 mg/L的BABA处理果。BABA处理在控制芒果采后病害的同时也相应提高了芒果的商品性。从图1-C可以看出，在贮藏10 d时，不同浓度BABA采后处理均显著提高了芒果的商品果率（p<0.05），其中100和200 mg/L的BABA处理效果最好。以上结果表明，BABA采后处理能够降低芒果果实贮藏期的病情指数和病果率，提高芒果的商品果率，从而有效控制芒果果实的采后病害，其中100 mg/L的BABA处理效果最好。

2.2 采后BABA处理对芒果PAL、POD和PPO活性的影响

在贮藏过程中，BABA（100 mg/L）采后处理和对照组芒果防御酶PAL、POD和PPO活性的变化，如图2～4所示。BABA处理和对照组芒果的PAL和POD活性的变化趋势基本一致，均为先上升后下降，在贮藏6 d时酶活性达到最高（图2和图3）。其中，BABA处理的PAL和POD活性分别在贮藏前期（3～6 d）和后期（6～12 d）显著高于对照（p<0.05）。BABA处理和对照组芒果PPO活性变化趋势也基本相似（图4），在贮藏前期（0～3 d），芒果PPO活性逐渐上升，贮藏3 d时出现一个高峰，然后逐渐下降，后期趋于平缓。其中BABA处理果的PPO活性上升和下降速度均较快，并且在贮藏3～6 d的PPO活性显著高于对照（p<0.05）。以上结果表明，BABA采后处理均能提高芒果果实在采后贮藏过程中的防御酶活性。

2.3 采后BABA处理对芒果H2O2、总酚和木质素含量的影响

在贮藏过程中，BABA（100 mg/L）采后处理和对照组芒果H2O2、总酚和木质素含量的变化，如图5～7所示。在贮藏过程中，对照组芒果H2O2含量呈先下降后升高的变化趋势（图5），在贮藏6 d时达到最低，然后又升高；而BABA处理果H2O2含量在贮藏前期（0～3 d）呈现上升趋势，3 d时达到峰值后迅速下降，9 d后又略有回升。并且BABA处理果的H2O2含量在貯藏前期（3 d）和后期（9～12 d）分别显著高于和低于对照组果（p<0.05）。从图6可知，在贮藏过程中，芒果总酚含量整体呈下降趋势，其中BABA处理芒果的总酚含量下降速度较缓，并且在贮藏6～12 d内显著高于对照（p<0.05）。从图7可知，在贮藏过程中，BABA处理和对照组芒果木质素含量的变化趋势基本一致，整体呈逐渐上升的趋势，BABA处理芒果的总酚含量在贮藏3～12 d内均显著高于对照（p<0.05）。以上结果表明，BABA采后处理能提高芒果果实贮藏前期的H2O2含量，贮藏中后期（6～12 d）的总酚含量及整个贮藏期的木质素含量。

3 讨论与结论

近年来，抗病性诱导技术在水果采后抗病保鲜中的研究取得了一定的进展，茉莉酸甲酯（MeJA）和水杨酸（SA）及其功能类似物苯并噻重氮（BTH）对多种水果包括芒果的采后病害具有良好的防治效果，诱导了采后果实的抗病性[13，18-19]。BABA作为一种抗病性诱导剂在很多作物或采后果實上也得到了研究应用，具有明显的防病效果，并且不同作物、不同处理浓度效果也存在差异。徐兰英等[1]研究表明BABA（0.5 g/L）处理不仅能诱导沙糖桔果实的抗病性，还能提高果实的贮藏品质。张维等[9]在苹果上的研究表明，在0.25～1 g/L的浓度范围内，BABA处理对苹果采后青霉菌具有明显的防治效果，其中0.75 g/L的BABA处理效果最好，对接菌果实病斑直径扩张的抑制效果优于1 g/L BABA处理。本试验的结果表明，在50～400 mg/L的浓度范围内，BABA采后处理均能降低芒果果实贮藏期间的病情指数和病果率，提高芒果的商品果率，从而有效控制芒果果实的采后病害，其中100 mg/L的BABA处理效果最好，200 mg/L的BABA处理效果次之。表明BABA在芒果上应用较低的浓度也达到了良好的防病效果，因此在生产上将具有广阔的应用前景。BABA处理降低芒果采后病害的重要原因可能是其诱导了对芒果炭疽菌等病原菌侵染的抗性。BABA能够提高采后果实对病原菌的抗性已在香蕉[7]、苹果[9]和砂糖桔[20]果实上均得到了验证。因此，BABA处理芒果对病原菌侵染的反应有必要做进一步的深入研究。

已有研究表明，果实采后抗病性的增强与防御酶（如PAL、POD和PPO等）活性的提高密切相关[18]。PAL、POD和PPO都参与了内生次生代谢物质如酚类物质和木质素的生物合成，这些物质与植物的防卫反应及抗病性密切相关[13，21]。另外，H2O2作为抗病信号分子在抗病反应中起着重要作用；同时，H2O2本身可参与抗菌物质的合成，并参与POD作用下的细胞壁物质的氧化交联反应，形成结构性屏障以阻止病原菌的进一步扩展[22]。BABA处理诱导采后果实抗病性的机理可能在于激活了果实自身的防御系统。汪跃华等[20]研究表明0.5 g/L BABA处理能提高采后砂糖桔对青霉菌的抗病性，不仅诱导果实PAL、POD、PPO等防御酶活性的提高，而且促进了H2O2含量的大量累积。本试验结果表明，BABA处理不仅显著提高了贮藏前期（0～6 d）的PAL和PPO活性及后期（6～12 d）的POD活性，并且提高了抗性物质总酚和木质素的含量，同时诱导了贮藏前期（0～3 d）H2O2水平的积累。这些防御酶活性、抗性物质含量及活性氧水平的提高有利于增强果实对采后病害的抗性。而贮藏后期POD活性的迅速升高有利于清除果实中过量的H2O2，维持H2O2的动态平衡，减轻过量的H2O2对果实的膜质伤害，从而延缓采后芒果病害的发生。因此H2O2可能是作为信号分子在BABA诱导的抗病过程中起着重要作用。这与谭卫萍等[7]在香蕉果实上的研究结果相似，活性氧参与了BABA诱导香蕉抗病性的过程，BABA处理启动了香蕉活性氧的保护机制，包括活性氧水平提高、清除酶活性协同增强和抗病相关蛋白应答等，从而增强了香蕉果实的抗病性。

综上所述，BABA采后处理能明显诱导芒果果实产生抗病性，达到良好的防病保鲜效果，在生产中具有广阔的应用前景。防御系统（包括防御酶的激活、活性氧的积累及抗菌物质的合成）与芒果果实抗病性之间具有一定的相关性，在BABA诱导芒果果实对采后病害的抗性中可能起着重要的作用。

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