杧果采后主要真菌病害及其抗病机理研究进展①

杨建波 欧阳秋飞 黄战威

(1百色学院农业与食品工程学院 广西百色533000;2百色芒果研究院 广西百色533000)

杧果（Mangifera indicaL.）为漆树科杧果属常绿乔本果树，是重要的热带水果之一。广西是我国杧果主要产地之一，而百色右江河谷地区又是广西杧果种植最为集中的区域，有“中国杧果之乡”的美称。杧果采后易病变腐烂，其中炭疽病和蒂腐病是引起采后杧果腐烂和影响杧果采后储运及品质的主要病害，造成巨大损失。为此，学者们通过致病菌的分离来研究杧果病原菌的多样性，并结合病害调查和人工接种来评价和筛选不同抗病性种质资源，进而通过差异显示分子生物学技术来研究病程、抗性相关基因，使得杧果对致病菌的基因应答和生理响应研究不断深入，这为杧果果期病害相关的致病和抗病机理研究打下了一定基础。本文综述杧果主要采后真菌病害及其病原真菌、抗病性的品种差异及抗病种质筛选、杧果的抗病响应与表达调控机制等的研究进展，探讨目前杧果采后病害病程相关分子基础及抗性相关分子机理研究情况，为进一步的深入研究提供参考。

1 杧果采后主要病害及其病原菌

杧果病害主要为真菌性病害［1］，其中杧果炭疽病和蒂腐病是杧果采后的主要病害，是导致其采后腐烂的重要原因之一。其病原菌多数在杧果发育期间侵入，随着采后果实抗性的降低和可利用营养物的增加，可由潜伏状态转变为致病状态而引起果实腐烂。前人研究［2-3］相继证实杧果果实普遍存在多种真菌的潜伏侵染现象，真菌种类包括Colletotrichum.gloeosporioides、Lasiodiplodia［Botryodiplodia］theobromaePat.等十余种。但我国不同省区杧果的带菌率存在显著差异，同时杧果果实不同部位的带菌率也存在显著差异，果柄、蒂部的带菌率较高。杧果果实潜伏侵染真菌中的主要种类包括炭疽病致病菌胶孢炭疽菌C.gloeosporioides和蒂腐病致病菌可可球二孢蒂腐菌（L.theobromae），而（L.theobromae）的致病力最强［2］。分离、接种采后杧果潜伏性侵染真菌将有助于研究杧果采后病害发生过程和不同杧果品种的抗性差异。

2 杧果抗病性的品种差异与抗病种质筛选

目前，杧果果期病害化学防治中的抗药性［4］和污染等问题日趋突出，植物提取物［5］、诱抗剂［2］、生防菌［6］等环境友好型药物及方法逐渐应用于杧果生产。但通过抗病品种的选育和引种等提高杧果自身抗病性是防治采后病害最根本的途径。

Ekbote等［7］用综合筛选法筛选到Amarpali、Dasehari两个高抗品种以及其他10个中抗品种。在我国海南曾筛选到高抗品种LN1以及其他六个中抗品种［8］。张贺等［9］采用田间抗病性鉴定法对56份新引进的杧果种质进行果实炭疽病、蒂腐病和疮痂病的抗性评价，筛选出高抗炭疽病种质5份、高抗蒂腐病16份和对3种病害均有抗性的种质7份。刘羽等［10］采用离体叶片抗病性鉴定法评价了来自国内外的共189份杧果种质材料的炭疽病抗性，发现爱文芒等9份高抗种质、扁桃芒等55份中抗种质、青皮芒及紫花芒等34份感病种质和贵妃芒、金煌芒及台农1号等90份中感种质，但未发现免疫种质。雷新涛等［11］结合田间调查法和离体叶片抗病性鉴定法对杧果种质资源的炭疽病抗性进行评价，同样未发现免疫品种，但鉴定出紫花芒等4个高抗品种和台农一号等7个中抗品种。在广西右江河谷地区，分布的栽培品种有台农、桂热芒、贵妃等约30个品种，其中不乏抗病的品种。

3 杧果抗病响应与表达调控机制机理研究

3.1 杧果抗病的物质基础

不同来源的病原真菌的致病力存在差异［2，12］，但是杧果炭疽病病斑大小与杧果品种的抗性级别显著相关［13］。而杧果叶片对炭疽病的抗性又是随着叶片的逐渐成熟而不断增强的［14］，而嫩叶易感病害可能也与叶内总酚含量较少等有关［15］。因为杧果中酚类物质在病原物入侵后会被催化氧化为高毒性物质［16］，如醌等，进而对病原生物的磷酸化酶以及致病因子酶的活性起到强烈的抑制作用［17］，可直接影响自身抗病性。采后杧果易感病性可能就是因为果皮中酚类化合物的减少，而果皮中酚类化合物的减少可能是因为C.gloeosporioides分泌的漆酶代谢掉大量的表儿茶酸等酚类［18］。正常情况下酚类、阿魏酸等抗菌物质的含量会随杧果的成熟而降低［19］。而多菌灵、接种胶孢炭疽菌等5种处理的贵妃杧果皮中总酚含量在处理后72 h和黄熟期均显著高于对照，且黄熟期杧果皮以接菌和多菌灵处理的总酚含量更高［20］，这可能在于多菌灵等药物发挥抑菌作用而使得果皮酚类积累增多，而贵妃杧果皮在接种供试胶孢炭疽菌后能够大量合成酚类物质，可能与系统获得性抗病性有关，属于抗病表现。另外，杧果中黄酮类物质的前体查尔酮类化合物对杧果胶孢炭疽菌等也有明显抑菌效果［21］。

3.2 杧果抗病信号通路

pH信号对病原真菌致病力的调控作用已得到研究证实［22］。而Colletotrichumspp.等病原真菌还可以在侵染过程中通过分泌活性胺等pH调节因子介导寄主环境pH值的改变，进而促进定殖［23］。乙烯的影响取决于不同类型的“植物-—病原菌”互作方式［2］。L.theobromae会诱导杧果产生大量的1-氨基环丙烷-1-羧酸而导致杧果内源乙烯的快速释放和果肉的软化腐烂［24］。采前喷施茉莉酸甲酯［25］、水杨酸［26］、壳聚糖［27］均可激活杧果的防御系统从而增强采后杧果抗性。此外，茉莉酸甲酯、水杨酸、乙烯等也可能在植物抗病过程中起信号分子作用［28］。

3.3 杧果抗性相关基因及其表达检测

在逆境胁迫相关研究中，大量与逆境应答有关的杧果基因，如低分子量热激蛋白基因MiHSP17.6［29］、类黄酮磺基转移酶基因［30］、查尔酮合成酶基因CHS1［31］等，陆续被克隆并进行生物信息学分析和功能验证。通过实时荧光定量PCR检测，发现胶孢炭疽菌和L.theobromae的侵染均激活了贵妃杧嫩叶和成熟果实中MiSOD、MiCHI等7个防御酶基因的表达，接种胶孢炭疽菌的果实和叶片的表达高峰分别在12和72 h，而接种L.theobromae的则分别出现在36和24 h后［32-33］。在高盐、低温（4℃）、ABA、SA等非生物胁迫和胶孢炭疽菌等病菌侵染胁迫下，菠萝AcSAP转录因子的表达量显著升高［34］。

3.4 杧果抗性相关组学研究

近年来，组学研究技术逐渐引入杧果病害及抗病性研究领域。武红霞［35］通过转录组测序对杧果花色苷合成相关的MYB基因进行了筛选和分析。而作为基因表达的产物，当受到病原菌侵害时，植物体内蛋白质表达的变化能够完成信号的感应、传递和进一步的应激反应，并呈现时空性和可调性［36］，因此，植物与病原菌等微生物互作的蛋白质组学研究在杧果之外的一些经济作物［37-38］上已得到应用。郑斌等［39］基于杧果果实转录组测序结果，共鉴定出转录因子MYB家族蛋白71个并作进一步分析。Renuse等［40］通过对杧果ESTs、同源蛋白等数据的检索和de novo测序比对的方法，成功鉴定杧果叶片蛋白质组中的1 001个多肽分子并匹配到538种蛋白质，成为首个关于杧果蛋白质组的高通量研究报道。截止目前，通过杧果组学探究杧果响应采后主要病害的分子基础以及不同杧果品种抗病性差异的内在机理鲜见报道，有必要在高通量测序、鉴定等方法的基础上，更多地运用比较转录组学、差异蛋白组学、蛋白质修饰组学和代谢组学等多种方法结合，明晰潜伏侵染过程中杧果-病原菌互作的分子基础和信号转导、响应调控等分子机制。

综上所述，国内外针对杧果采后主要病害病原菌的分类鉴定、综合防治方法以及抗性种质筛选、功能基因克隆等研究工作已相对深入，但对不同抗性杧果品种差异应答病原真菌的分子基础和调控机制仍有待于深入系统地研究。为此，有必要综合运用多种组学技术，探明杧果病害应答相关分子基础，并通过组学间的关联分析进一步揭示杧果抗性相关表达调控机制，从而为发掘杧果抗病基因资源、抗病品种选育和调控采后杧果抗性等打下基础。