指状青霉(Penicillium digitatum)引起的绿霉病是柑橘采后常见的病害,是造成柑橘采后经济损失最大的原因之一。目前,P.digitatum侵染柑橘的机制尚未明了,探究其感染机制对改善柑橘采后病害的防治技术具有重要意义。本课题通过侵染过程观察、理化指标测定、转录组学和代谢组学分析等多个层面研究P.digitatum与柑橘的互作过程,以此来研究P.digitatum侵染采后柑橘的机制,主要研究成果如下:(1)从腐烂的柑橘表面分离出一株青霉菌X2,经形态学观察和分子生物学鉴定,判定其为指状青霉(P.digitatum)。经科赫法则验证,P.digitatum X2为采后柑橘的病原菌。(2)P.digitatum X2在柑橘体内比在体外的初期生长较延后,但都能在48h内完成第一个生长周期。在其接触到柑橘伤口后,伤口处维生素C含量迅速下降;细胞壁降解酶含量始终保持在一个较高的水平;可溶性糖含量在前48 h快速升高后持续下降;可溶性蛋白含量从24 h开始波折下降;与此同时,有机酸含量迅速升高,直至第6 d开始回落。(3)P.digitatum X2侵染柑橘前后的转录组学分析结果显示,P.digitatum X2在接触到柑橘伤口44 h后,大量与致病因素相关的基因如细胞壁降解酶、有机酸、乙烯、效应因子和蛋白酶体等大幅度上调表达。同时,与抗氧化和铁运输有关的基因也出现了不同程度的上调表达。(4)代谢组学分析结果显示P.digitatum X2侵染柑橘后,柑橘伤口处有机酸、氨基酸、酯类、D-葡萄糖等物质含量大幅增高。与前几章结果关联分析显示,P.digitatum X2在接触到柑橘伤口的前48 h是其完成侵染的关键时期。在这个时间段,它先分泌纤维素酶、果胶酶等细胞壁降解酶软化伤口处的细胞壁,从而获得碳源来满足自身的生长。同时,伤口处的蛋白质也被P.digitatum X2分泌的泛素及相关酶介导水解成氨基酸参与到三羧酸循环等代谢过程中,生成有机酸等一系列物质帮助其完成侵染。细胞壁与蛋白质的降解也造成了伤口组织的软腐。在此过程中,柑橘响应侵染而造成的活性氧迸发、茉莉酸及水杨酸诱导的抗病性均被P.digitatum X2分泌的抗氧化物质、效应因子等一一化解。此后,P.digitatum X2在其创造的有利条件下迅速向伤口外扩增,在2-3 d内促使整果腐烂。