采前茉莉酸甲酯处理对金秋梨果实抗病性及品质的影响

李 丽，彭 舒，宋情来，简 青，严红光

（凯里学院，贵州 凯里 556011）

金秋梨是从新高梨芽变株系中选育出的砂梨品种[1]，有“南方梨王”的美称，主要分布在我国湖南、贵州等地。金秋梨果实外表皮呈红褐色，光滑有光泽，果肉为白色且果实含水量极高，味道香甜，具有很高的营养价值[2]。有研究表明，常温下贮藏20 d后的完熟金秋梨会出现呼吸高峰，第2次呼吸高峰在贮藏50 d后出现，金秋梨于贮藏60 d后基本失去商品价值[3]。研究发现，大量的病害发生在金秋梨的贮藏期间，导致果实外观品质及货架期受到严重影响，其中轮纹病是发病率较高的一种病害[4]。梨轮纹病主要是由葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）引起的真菌性病害，多发生于枝条和果实上，在多雨年份或贮藏期间发生，可导致烂果率超过80%[5]。

绝大多数果农对金秋梨的栽培管理技术不当，多采用化学药剂防治病害，而药剂一般会使金秋梨产生抗药性，且果实会有药剂残留[6]。茉莉酸甲酯（MeJA）是一类新型的植物激素，可提高果蔬抗性，延长果蔬贮藏时间，且对人体无毒害，对环境无污染。近年来，MeJA在香蕉[7]、葡萄[8]、杧果[9]、蓝莓[10]、苹果[11]、梨[12-13]等果品上的研究有显著效果，但多采用采后处理的方法，而且在金秋梨上未见报道。本文研究采前MeJA喷施处理对采后金秋梨抗病性和贮藏品质的影响，以期为提高采后金秋梨果实的抗病性和贮藏品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

供试金秋梨来自贵州省台江县台盘镇四步桥金秋梨种植地，选取负载量和树势一致的植株进行试验。采收时选择外观均匀一致、成熟度和大小一致、无机械伤和病虫害的金秋梨进行试验。

茉莉酸甲酯，购于西亚化学科技（山东）有限公司，纯度为95%；梨轮纹病病原菌葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea），购于中国农业微生物菌种保藏管理中心。几丁质、脱盐蜗牛酶、N-乙酰葡萄糖胺、昆布多糖、3,5-二硝基水杨酸、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性检测试剂盒、愈创木酚、巴比妥酸、2,6-二氯靛酚钠盐、抗坏血酸标准品，购于北京索莱宝科技有限公司；邻苯二酚、三氯乙酸、过氧化氢、Tween 80、Folin-酚试剂，购于西亚化学科技（山东）有限公司。

1.1.2 仪器与设备

FL-R02-20超净工作台，PRX-380A智能人工气候箱，DW-HL388超低温冷冻储存箱，5430R台式高速冷冻离心机，TU-1900双光束紫外可见分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 MeJA采前喷施处理方案

分别在金秋梨采收前10 d、20 d和30 d使用10 mmol/L的茉莉酸甲酯（含0.05%Tween 80）溶液均匀喷施金秋梨果实果面，共喷施3次；同时以含0.05%Tween 80的蒸馏水处理的金秋梨果实为对照组。果实成熟采收后运至凯里学院农产品加工贮藏实验室备用。

1.2.2 果实的刺伤接种

参照邓惠文等[14]的方法，略有改动。先使用75%酒精对金秋梨果实表面进行消毒，待果面酒精干后将金秋梨移入超净工作台，在超净工作台上对金秋梨果实进行损伤接种，用灭菌后的接种针在果实表面中部选取一个点插孔（深3 mm，直径3 mm），将10μL浓度为1×105个/mL的梨轮纹病病原菌葡萄座腔菌孢子悬浮液注入刺伤的孔内。接种处理后，采用透明PE保鲜袋（规格为50 cm×70 cm，17 g/只）装袋，每袋18个果实，每个处理3袋，于常温（25±2）℃条件下贮藏，定期进行相关指标的测定。

1.2.3 测定项目与方法

1.2.3.1 病斑直径及发病率

病斑直径：采用十字交叉法测量病斑，利用游标卡尺测量病斑直径，取每个处理发病伤口的病斑直径平均值。

发病率：观察接种处发病情况，病斑直径扩展至0.5 mm则认为发病。

1.2.3.2 抗病性相关酶活性

将经过接种处理的梨果实去皮，取果肉切块混匀，立即用液氮速冻后放入-80℃冰箱待测。从接种后当天取样，以后每4 d取一次样。

几丁质酶（CHI）和β-1，3-葡聚糖酶（GLU）活性：参照曹建康等[15]的方法测定，CHI活性以每秒生成1μmol N-乙酰葡萄糖胺为1个活性单位（U），GLU活性以每秒生成1 mg葡萄糖为1个活性单位（U）。

苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性：采用试剂盒测定。

过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性：参照石亚莉等[16]的方法测定，POD活性以每分钟OD470增加0.01为1个活性单位（U），PPO活性以每分钟OD398增加0.01为1个活性单位（U）。

过氧化氢酶（CAT）活性：参照李磊[17]的方法测定，以每分钟OD240减少0.01为1个活性单位（U）。

1.2.3.3 丙二醛（MDA）含量和总酚含量

MDA含量：参照曹建康等[15]的方法测定，略有改动。取1.0 g果肉样品和5.0 mL 100 g/L三氯乙酸（TCA），冰浴研磨，然后在4℃、12 000 r/min条件下离心20 min，取2.0 mL上清液，再加入2.0 mL体积分数为0.67%硫代巴比妥酸（TBA）混匀，沸水浴中煮沸30 min，取出并迅速冷却，再在4℃、10 000 r/min条件下离心10 min。分别测定450 nm、532 nm和600 nm处的吸光度值，计算MDA含量。

总酚含量：参照王璇[18]的方法，采用Folin-酚法测定。测定总酚提取液与Folin-酚试剂混合液在765 nm处的吸光度值，根据以没食子酸为底物制作的标准曲线计算总酚含量。

1.2.3.4 品质相关指标

VC含量：参照黄晓杰[19]的方法，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。

失重率：每个处理随机取18个果实放入保鲜袋，重复3次，贮藏过程中称量每袋果实的质量。

1.2.4 数据处理

采用Excel 2010进行数据整理及处理，采用Origin Pro 8进行绘图及差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 采前MeJA处理对接种梨轮纹病病原菌金秋梨果实发病情况的影响

将采收后接种梨轮纹病病原菌葡萄座腔菌的金秋梨于常温（25±2）℃条件下贮藏，观察其发病率及病斑直径。由图1可以看出，常温贮藏观察发现金秋梨果实于第4天开始发病，且整个贮藏期间，采前MeJA处理能显著降低金秋梨轮纹病的发病率（P＜0.05）；与对照相比，贮藏第4、8、12、16天的发病率分别降低了26.7、16.7、26.7、10.0个百分点。

由图2可以看出，在常温贮藏过程中，采前MeJA处理的果实病斑直径均小于对照，且在贮藏16 d和20 d时均显著低于对照（P＜0.05），病斑直径分别降低了11.3 mm和17.7 mm。

图1 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实发病率的影响Fig.1 Effects of pre-harvest MeJA treatment on incidence rates of‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

图2 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实病斑直径的影响Fig.2 Effects of pre-harvest MeJA treatment on lesion diameters in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

2.2 采前MeJA处理对接种梨轮纹病病原菌金秋梨果实抗病性相关酶活性的影响

CHI和GLU可以降解细胞壁的成分，抑制病原菌的生长。由图3可以看出，整个贮藏期间，采前MeJA处理组果实CHI活性显著高于对照组（P＜0.05）。CHI活性在贮藏期间呈先上升后下降的趋势。贮藏第8天时，CHI活性达到峰值，采前MeJA处理组是对照组果实的1.38倍。

图3 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实CHI活性的影响Fig.3 Effects of pre-harvest MeJA treatment on CHI activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

由图4可以看出，采前MeJA处理的金秋梨果实GLU活性在贮藏期间呈上升的趋势，且显著高于对照组（P＜0.05），贮藏20 d达到峰值，是同期对照组的1.26倍。

图4 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实GLU活性的影响Fig.4 Effects of pre-harvest MeJA treatment on GLU activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

PAL、POD、PPO可以促进抗菌物质的生成。由图5可以看出，MeJA采前处理果实的PAL活性显著高于对照组（P＜0.05）。贮藏第8天时，采前MeJA处理组与对照组果实的PAL活性出现第1个小高峰，第16天时采前MeJA处理出现第2个明显的高峰，是同期对照组的1.51倍，而对照组并未出现第2个高峰。

图5 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实PAL活性的影响Fig.5 Effects of pre-harvest MeJA treatment on PAL activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

由图6可以看出，采前MeJA处理果实的POD活性显著高于对照组（P＜0.05）。贮藏0～12 d，采前MeJA处理组和对照组果实POD活性呈缓慢上升的趋势；贮藏12～20 d，采前MeJA处理组果实POD活性呈现先快速上升后趋于平稳的趋势，对照组则呈先迅速上升再下降的趋势。

由7可以看出，采前MeJA处理的果实PPO活性显著高于对照组（P＜0.05）。PPO活性在贮藏期间呈先上升后下降的趋势。贮藏第12天时，果实的PPO活性达到峰值，采前MeJA处理是对照的1.18倍。

图6 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实POD活性的影响Fig.6 Effects of pre-harvest MeJA treatment on POD activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

图7 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实PPO活性的影响Fig.7 Effects of pre-harvest MeJA treatment on PPO activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

CAT通过氧化过氧化氢来减少过氧化氢对植物的损伤。由图8可以看出，采前MeJA处理的果实CAT活性显著高于对照组（P＜0.05）。CAT活性在贮藏期间呈下降趋势。

图8 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实CAT活性的影响Fig.8 Effects of pre-harvest MeJA treatment on CAT activities in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

2.3 采前MeJA处理对接种梨轮纹病病原菌金秋梨果实的MDA含量和总酚含量的影响

MDA是衡量膜脂过氧化的重要指标之一。由图9可以看出，采前MeJA处理组金秋梨果实的MDA含量显著低于对照（P＜0.05）。整个贮藏期间，果实中MDA含量整体呈上升的趋势，贮藏第20天时，MDA含量最高，采前MeJA处理组果实MDA含量比对照低0.30μmol/g。

图9 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实MDA含量的影响Fig.9 Effects of pre-harvest MeJA treatment on MDA contents in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

总酚是抗性相关物质，能够抑制病原菌的生长。由图10可以看出，采前MeJA处理果实的总酚含量显著高于对照（P＜0.05）。整个贮藏期间，总酚含量整体呈先上升后下降的趋势，贮藏第8天时，总酚含量最高，采前MeJA处理组果实总酚比对照高0.85 mg/g。

图10 采前MeJA处理对刺伤接种B.dothidea后金秋梨果实总酚含量的影响Fig.10 Effects of pre-harvest MeJA treatment on total phenols contents in‘Jinqiu’pear fruits inoculated with B.dothidea

2.4 采前MeJA处理对未接种病原菌孢子的金秋梨VC含量和失重率的影响

由图11可以看出，采前MeJA处理果实的VC含量显著高于对照（P＜0.05）。整个贮藏期间，果实的VC含量整体呈下降的趋势。贮藏0～8 d果实VC含量下降较快；8 d以后下降缓慢；贮藏第20天时，采前MeJA处理组果实VC含量较对照高2.08 mg/100 g。

由图12可以看出，采前MeJA处理果实的失重率低于对照。贮藏4、16、20 d时，采前MeJA处理组果实失重率显著低于对照（P＜0.05）。由此可见，采前MeJA处理可有效抑制金秋梨果实的失重。

图11 采前MeJA处理对金秋梨果实VC含量的影响Fig.11 Effects of pre-harvest MeJA treatment on vitamin C contents in‘Jinqiu’pear fruits

图12 采前MeJA处理对金秋梨果实失重率的影响Fig.12 Effects of pre-harvest MeJA treatment on weightless rates in‘Jinqiu’pear fruits

3 讨论与结论

果蔬受病原菌侵染后，自身会产生一系列防御反应，而MeJA处理可通过提高果蔬抗病性，减少果蔬在生产和贮藏过程中染病腐烂。经大量研究表明，MeJA可以有效抑制果实采后真菌性病害[7-13]，其效果因品种、处理时间和浓度而异。本研究结果表明，采前10 mmol/L MeJA处理能够明显抑制金秋梨轮纹病的发病率及病斑直径的扩大，这与王英珍等[12]研究的采前7 mmol/L MeJA处理对抑制梨黑斑病菌的结果相近。但采前处理时，浸泡处理不当易造成果实脱落，且技术实用性不强，因此本试验采用MeJA喷果处理，其抑菌性效果不及王英珍等[12]浸泡处理。

MeJA作为与损伤相关的植物激素和信号因子，能诱导植物进行化学防御，从而促使果实产生抗病性[20]。MeJA采前或采后处理可以增强抗性相关酶活，以起到一定的防御作用。

CHI和GLU参与细胞壁的降解，可通过破坏病原菌的细胞壁以杀死病原菌。POD、PPO、PAL可以催化抗菌物质的形成。作为抗菌物质的木质素，其在合成过程中需要POD催化过氧化氢的水解反应；PPO能将酚类物质氧化成毒性强的醌类物质，同时参与木质素的形成；PAL是苯丙烷代谢的关键酶，能通过催化L-苯丙氨酸裂解脱氢反应来合成黄酮类物质、酚类物质、木质素和水杨酸等。CAT能催化过氧化氢分解，从而减少过氧化氢对果蔬组织造成的伤害。本研究结果表明：采前10 mmol/L MeJA处理能有效提高上述与抗病性相关酶的活性。这与王英珍等[12]、王璇[18]和汪开拓等[21]的研究结果一致，由于不同种类和品种果实产生的抗病性不同，酶活性大小会有所差异。

MDA是常用的膜脂过氧化的衡量指标，当果蔬中MDA含量过多时将会造成果蔬的细胞质膜及细胞器受到一定程度的伤害。本研究结果表明：采前10 mmol/L MeJA处理对降低金秋梨果实MDA的生成具有一定的效果，通过降低MDA生成量，从而减轻果蔬在贮藏过程中受到的伤害。总酚是植物重要的次生代谢产物，与果蔬的色泽、品种、风味、抗逆性和抗病性等密切相关。本试验结果表明：采前10 mmol/L MeJA处理能够有效增加金秋梨果实总酚含量，从而提高果实的抗病性，这与弓德强等[9]在杧果上的试验结果一致。

采前10 mmol/L MeJA处理对金秋梨的抗病性有着积极的影响，且影响效果显著。采用新型植物激素处理果实以提高果实自身的抗病能力，相比物理防治和化学药剂防治来说具有更环保、无公害、无残留且效果显著等特点。今后可以在分子水平上进一步研究MeJA的抗病机理，为探索可产生抗性的保鲜剂提供更多的理论支持。