采后柑橘褐斑病的研究进展

2021-12-05龚意辉彭淑君雷梓天陈思宇曾永贤

四川农业科技 2021年1期

龚意辉，彭淑君，李鹏，曹巩，雷梓天，陈思宇，曾永贤*

(1.湖南人文科技学院农业与生物技术学院，湖南娄底 417000；2.湖南省湘潭市农业科学研究所，湖南湘潭 411134)

柑橘(CitrusreticulataBlanco)是我国南方最重要的特色水果，含有丰富的类胡萝卜素、类黄酮、维生素C等营养物质，具有较高营养价值和商业价值。但果实采收后在长期低温贮藏中易发生果皮褐斑病，发病率在20 %～50 %之间，严重时可高达90%。柑橘果实在经过采后商品化处理后更易发生褐斑病。其发病特征通常是在果皮的油胞层或果蒂周围出现淡褐色、红褐色或深褐色的革质状病斑，与周围界限分明。褐斑病的发生严重降低了柑橘果实的外观品质和经济价值。国内外学者对采后果实褐变的发生机理进行全面深入的研究，主要集中在荔枝、龙眼、苹果、梨等水果上，而学者主要从锦橙和甜橙褐斑病的个别生理生化特征进行研究，对柑橘褐斑病的发生机制缺乏系统研究。近年来，柑橘褐斑病的生理生化特性及其与果实耐贮性的关系出现了少量的报道，褐斑病的发生严重影响了果实的保鲜和货架期。本文主要从褐斑病症状、病原体、发生机制及防治措施等方面进行了全面的综述，为研究柑橘果实的保鲜和耐藏性奠定了良好的基础，同时对降低果实褐斑病的发生和提高果实的商业价值具有非常重要的科学意义和应用价值。

1 柑橘果实褐斑病病原体

1.1 褐斑病症状

柑橘果实发生褐斑病后，果皮表现出皱缩、干瘪的症状，并形成形状不规则的深棕色区域。果皮受伤组织则发生病斑伤害，表现为外果皮下的大量细胞出现结构改变，并且油胞空腔变大，形状改变为扁圆形或狭长型的细胞，发生一定程度的下陷，同时数量增多。油胞周围细胞逐渐萎缩、降解，并且在柑橘果皮表面形成褐斑病症状。表现出多种类型的病斑，主要症状表现为果皮油胞层或果蒂周围出现淡褐色、红褐色或深褐色的革质状病斑。发生病害部位的油胞破裂，最终导致油胞死亡。根据褐斑病表现出的外观形态特征则分为网状褐斑、片状褐斑、蒂缘褐斑、木栓状褐斑、点状褐斑、块状褐斑[1]。对上述7类褐斑病原体进行培养和病原菌分离鉴定，其中在点状、片状和网状褐斑类型中并没有成功分离出病菌，则认为这3种褐斑属于生理型病斑，但有时在木栓状、块状和蒂缘凹陷能分离出病原体，机械伤害造成的块状褐斑并没有病菌，蒂缘扩散不清[2]。

1.2 病原体

大量研究表明，引起柑橘褐斑病的病原体为链格孢菌(Alternariaalternata)，属半知菌门，丝孢纲，丝孢目，暗色菌科，链格孢属(AlternariaNees)[3]。该病原菌在PDA培养基上生长时，菌落颜色表现为橄榄绿色。其产孢方式是内壁芽生孔生式，产孢梗生长方式为合轴式。分生孢子为淡褐色至褐色，生殖方式是单生或短链生，成倒棍棒形，梨形或近椭圆形，具纵隔膜3～7个，大小为(6.92～13.9) μm ×(24.1～44.8)μm，平均10.9 μm×31.6 μm。初生分生孢子体积较小，成卵形，隔膜较少(0～4个)，颜色是浅褐色，无喙；成熟的分生孢子颜色加深，在顶端出现明显的假喙，喙是柱状。分生孢子梗单生或簇生，直立型，有隔膜，但不分枝；其色泽也较菌丝深，在基部成深褐色，而在顶部逐渐呈淡褐色[4]。

在梅秀凤[5]等对柑橘病害病原体研究中，通过对柑橘褐斑病原体在PCA培养基条件下的形态学观察，发现褐斑病病原体能产生较小型的卵圆形分生孢子和较大型的倒棍棒状分生孢子。棒状分生孢子均具有横隔膜，纵隔膜有或无，数量不等。卵圆形孢子形态结构相对较小，纵横隔膜有或无，隔膜数0～2个不等。其孢子梗均较粗，且有隔膜。同时该菌株可产生的孢子链，孢子链长度不确定且无规则，孢子链分支不规则且不均等。

胡中会[6]等人对褐斑病病原体菌丝生长及孢子繁殖的条件，进行了一系列研究，结果表明褐斑病病原菌的生物学特性为，褐斑病菌丝的生长和孢子的萌发在以甘露醇为碳源培养基上是最为有利；在蔗糖作为碳源，菌丝生长较差；孢子在以麦芽糖为碳源培养基上的萌发是最差的。pH值和温度对褐斑病孢子萌发有较大的影响，研究结果表明，褐斑病菌丝和孢子在pH值为5～8，温度21℃时最适合生长和萌发。

2 褐斑病的发生机制及影响因素

2.1 致病机理

当今，国际上的研究学者根据果实侵染寄主和产生的寄主专化性不同，将褐斑病病原菌定义为粗柠檬致病型(A.alternatepathotype rough lemon) 和橘致病型(A.alternatepathotype tangerine)2种类型。橘致病型和粗柠檬致病型分别产生寄主专化性毒素为ACT[7]和ACRL[8]。这些毒素只对特定基因型柑橘品种有毒性，感病品种一旦发病，常不可控制，造成严重的经济损失。通过对褐斑病病原菌的基因鉴定中发现，能控制橘致病型毒素的合成基因是位于1.2～1.9Mb的线粒体染色体上的ACTTI和ACTT2。ACTTI和ACTT2参与ACT-,AK-和AF-毒素共有结构的调控[9]。ACT作用于敏感宿主细胞的细胞质膜，ACT含量升高则导致细胞电解质渗漏和细胞凹陷，从而最终引起细胞死亡。ACT-Ib为ACT主要构成成分，含量极高，对柑橘和梨均有毒性。链格孢菌橘致病型能更快的保证病菌快速侵入和定殖，是因为其存在一套由转录因子YAPI、SKN7，及MAPK激酶HOG1介导的ROS高效清除系统，能快速降解寄主爆发的ROS。当在特定因子的作用下，该病菌通过产生NADPH (Nicotinamideadeninedinucleotidephosphate，还原型辅酶Ⅱ)和氧化酶复合体(Nox)合成ROS，其中H2O2作为信号分子可激活YAP1、HOG1和SKN7介导的ROS解毒系统，从而启动一系列抗氧化反应。Nox由NoxA、NoxB或NoxR 3个组分组成，当其中任何1个或2个基因缺失，会抑制病原菌ROS含量的产生，最终导致SKN7、HOG1和YAPI表达量呈下降的趋势，病原菌对H2O2等过氧化物敏感程度加深而导致致病性严重削弱[10]。

2.2 影响褐斑病发病的因素

2.2.1 品种不同的柑橘种类和品种褐斑病的发生率存在着较大的差异。据中国农科院柑橘研究所研究表明，柑橘的种类、品种不同，褐斑病的发生情况差异很大。其中甜橙最容易发生褐斑病，柑、柠檬次之[11]。对于像甜橙类的哈姆林品种，其果皮细密且光滑，褐斑病的发病率明显高于一般品种，尤其是在采后贮藏期间的发病率超过90%。反之，柑橘果皮疏松粗糙的品种在贮藏期间褐斑病发生几率较低，例如夏橙只有15%～30%的褐斑发病率。果皮蜡质厚的柑橘品种则不易发生褐斑病[12]。因此，选择抗性较强的柑橘品种也是防治褐斑病发生的重要措施。

2.2.2 贮藏温度一般来说，柑橘果实贮藏温度越低就越容易导致冷害的发生。研究发现，当柑橘品种贮藏温度持续低于该品种冷害温度的14d以上，就会导致柑橘果皮表面出现褐斑大小不同的病症[13]。柑橘果实处于4～6℃或7～9℃时，则发生较高的褐斑病，其中锦橙置于2～5℃环境中贮藏4个月，果皮褐斑病发病率高于50%[14]，由此可见，柑橘果实长期置于低温环境中易发生褐斑病。

2.2.3 贮藏相对湿度采后果实贮藏库中的相对湿度是影响褐斑病发生的重要因素，当果实处于较低湿度的贮藏库中则易发生果皮失水，引起果实褐斑病的出现。相反，当果实处于95%以上的相对湿度能有效防治褐斑病的发生。例如，温州蜜柑在低湿度贮藏6个月下，褐斑病发病率为96.7%，而在高湿度下的发病率仅为8.3%[14]。可见，果实贮藏库中的相对湿度与褐斑病的发生存在密切的关系。

2.2.4 贮藏期间的气体比例气调贮藏是通过调节果实贮藏环境中的O2和CO2浓度，以保证果实品质和延长货架期。当果实置于低浓度O2和高浓度CO2贮藏库中，易导致果实褐斑病的发生。大量研究表明，贮藏的CO2浓度以1%～4%，O2浓度为17%～19%为最佳贮藏气体条件[15]。但对于不同柑橘品种，在不同温度，湿度的条件，贮藏的时间下，褐斑病的发生则会有一些差异。因此，合理控制果实贮藏环境中O2和CO2的相对比例能有效抑制褐斑病的发生。

3 防治措施

3.1 物理防治

3.1.1 选择优良品种经过10余年的品种选育研究，我国选育了许多优良柑橘抗褐斑病品种，例如：广东省选育的红江橙、新会橙、暗柳橙以及四川培育的锦橙、先锋橙均具有较强的抗褐斑病能力[16]；而从国外引进的血橙、脐橙、哈姆林甜橙和伏令夏橙品种则不易发生褐斑病。福建、四川选育的红橘和江西培育的南丰蜜橘、本地早等品种，此外，还有国内市场比较少见的柠檬类等。可见，培育优良的抗性品种是有效控制褐斑病发生的重要手段。

3.1.2 控制贮藏温度温度是影响柑橘果实代谢旺盛水平、果皮失水、病原菌繁殖的重要因素。柑橘是典型的非跃变型果实且对低温较为敏感，若长期将柑橘果实置于低温环境中则易发生冷害，引起果皮褐斑病的发生。不同的柑橘品种贮藏的最适温度存在较大的差别，例如柑类果实最适贮藏温度为3～5℃；橘类贮藏温度为3～12℃左右[17]。因此，合理控制柑橘果实的贮藏温度是减少褐斑病发生的重要手段。

3.1.3 提高贮藏环境湿度在采后果实贮藏过程中合理控制贮藏环境湿度是减少褐斑病发生的重要手段。柑橘果实置于环境湿度过低的情况下易使果皮失水萎蔫，严重降低果实的外观品质和经济价值。若柑橘贮藏湿度过高则引起微生物繁殖速度过快，易发生褐斑病。不同柑橘品种贮藏环境湿度存在较大的差异。甜橙类对环境湿度的要求相对高一些，90%～95%左右。一般果实贮藏温度较低时，则适当提高贮藏环境中的相对湿度，反之，则适当降低。

3.1.4 控制贮藏气体比例柑橘果实对CO2的浓度较敏感，高于3%便会造成气体伤害。在采后柑橘褐斑病的研究中，发现在CO2浓度不超过2%～4%，O2不低于17%～19%范围内，褐斑病的发病率低[18]。故在贮藏期间需要常通风换气，如在一定条件，可采用冷风机进行通风透气，降低果实贮藏过程中CO2的浓度，在一定程度上减少柑橘褐斑病的发病率。

3.2 化学防治

3.2.1 采后及时用2,4-D浸果 2，4-D为植物生长调节剂，该外源生长调节物质的使用，改变了果实内源激素的平衡，进而影响果实的生理代谢。2，4-D处理柑橘能保持果蒂的青绿和抑制柑橘果实的衰老进程，提高柑橘果实抗褐斑病的能力[1]。采用该试剂处理果实则诱导柑橘褐斑病的抵抗能力提高，并且药物处理越及时效果越显著。

3.2.2 果实采后浸硫法利用一定浓度的亚硫酸或亚硫酸盐浸泡果实，其原理为亚硫酸盐中释放出来的二氧化硫对果蔬类进行保鲜处理。当果实处于新鲜状态下时，果实pH值降低，PPO酶活性被抑制，故褐斑病生理性所导致的褐斑减少。目前，对于荔枝保鲜常用此方法，好果率为97%以上。

3.2.3 果实采后钙处理果胶酸钙处理能提高采后果实细胞壁的机械强度和细胞膜的稳定性，并且能够提高采后果实中钙含量，采后果实糖酸比和果胶酸与对照相比有所提高，果实细胞膜的通透性较处理前有所降低，最终延长果实的耐藏性和货架期。龚新明[19]等研究发现，在黄冠梨褐斑病的防治过程中，CaCl2的浸泡下，可减少褐斑病的发生几率。在低温、低湿或高CO2的条件下，可短暂抵抗逆环境，降低褐斑病的发生率。