硫化氢抑制采后猕猴桃果实软腐病的机理研究

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猕猴桃是江西省盛产水果之一,由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)引起的软腐病是猕猴桃采后主要发生的病害。研究表明硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)参与信号传导、调节发育、成熟、衰老和其他关键过程,能够激活果实自身抗病性,但关于H2S对猕猴桃采后病害防治的研究并不多见。本试验以‘金艳’猕猴桃为材料,研究外源H2S对采后猕猴桃软腐病致病菌B.dothidea的作用机制,通过氨基酸代谢途径和茉莉酸信号转导来探究外源H2S对猕猴桃抗软腐病的分子机制,以期为采后猕猴桃的抗病机理提供理论依据。主要研究结果如下:1、用H2S供体硫氢化钠(Na HS)对B.dothidea处理,结果表明,Na HS的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC)为20 mmol/L。经过Na HS浓度为MIC和2MIC处理后的菌丝质量分别下降了60.27%和62.12%。H2S增加了B.dothidea胞外电导率,增大了膜泄漏程度,从而增加了B.dothidea菌丝膜的通透性,抑制了病原菌的生长。H2S处理显著降低了菌丝中的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量。说明适宜浓度的H2S对B.dothidea具有明显抑菌效果。2、用浓度为20μl/L H2S处理猕猴桃果实,经B.dothidea菌悬液接种后发现H2S处理显著降低了果实病斑的扩大。该处理在贮藏后期显著上调Ac DHQS,Ac SDH,Ac SK,Ac PAL,Ac CAD和Ac CHS抗病相关基因的表达量,刺激其下游的代谢产物莽草酸、酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸的积累。此外,总酚、类黄酮和木质素这些抗病相关物质的含量也显著增加。说明H2S通过影响氨基酸代谢相关基因表达及代谢产物来调控猕猴桃果实的抗病性,减轻猕猴桃采后病害。3、用浓度为20μl/L H2S处理猕猴桃果实,经B.dothidea菌悬液接种后发现H2S处理显著减小了果实发病率,降低了果实硬度,增加了可溶性固形物含量(SSC)。用H2S处理显著上调了脂氧合酶(lipoxygenases,LOX3)、丙二烯氧化物合酶(allene oxide synthase,AOS)、丙二烯氧化物环化酶(allene oxide cyclase,AOC2)和2-氧代植物二烯酸还原酶(OPR)相应基因的表达,调控茉莉酸信号转导过程中COI1、JAZ5、MYC2和ERF1基因的表达,并伴有较高水平的内源JA。损伤接种后猕猴桃果实中Ac PPO、Ac SOD、Ac GLU、Ac CHI、Ac APX、Ac CAT防御相关基因表达显著提高。说明H2S通过调控茉莉酸信号转导相关基因表达及代谢产物诱导增强了猕猴桃果实的抗氧化性和抗病性,从而有效抑制猕猴桃软腐病的产生。
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