综述：鳄梨的阴暗面：采后果实炭疽病和茎腐病研究进展

这篇综述系统探讨了鳄梨采后主要病害——炭疽病（anthracnose）和茎腐病（SER）的病原学、检测技术、寄主-病原互作机制及综合防控策略。文章重点分析了潜伏侵染特性、多组学（omics）在揭示致病机理中的应用，以及生物防治剂（BCAs）、系统抗性诱导剂（SRIs）和植物提取物等可持续防控手段的研究进展，为减少采后损失和保障果实品质提供了重要见解。

　　

2 采后病害：炭疽病与茎腐病

炭疽病和茎腐病是鳄梨采后阶段最具破坏性的真菌病害，由不同的病原菌复合群引起，但均具有潜伏侵染的特性。炭疽病主要由炭疽菌属（Colletotrichum）真菌引起，包括C. gloeosporioides（CGSC）、C. acutatum（CASC）和C. boninense（CBSC）物种复合群。这些病原菌在全球多个鳄梨产区均有报道，如以色列、肯尼亚、墨西哥和澳大利亚等。其症状表现为果实表面出现凹陷、深色、水渍状病斑，潮湿条件下产生粉红色至橙色的分生孢子堆。

茎腐病（SER）则主要由葡萄座腔菌科（Botryosphaeriaceae）真菌引起，包括Botryosphaeria、Lasiodiplodia、Diplodia、Neofusicoccum和Dothiorella等属。其中，Lasiodiplodia theobromae是最广泛报道的物种。病害初期表现为果柄基部变色、萎蔫和软化，后期内部组织出现水渍状腐烂，健康与病组织间界限分明。

这两种病害的病原菌均在田间侵入并保持潜伏状态，直至采后果实成熟时才迅速扩展为显症腐烂。其发病率和严重程度受环境条件、栽培品种及果园管理措施的显著影响。

2.1 分类与分布

炭疽菌属包含超过250个物种，分为15个物种复合群。在鳄梨上，已鉴定出十余种炭疽菌，包括C. acutatum、C. aenigma、C. alienum等。不同物种复合群对温度适应性不同：CGSC最适生长温度为26–27°C，可耐受38–40°C；CASC最适为20–22°C；CBSC居中，约25°C。这种温度适应性在一定程度上决定了它们的地理分布。

葡萄座腔菌科的分类历经多次修订，目前主要依据形态学和多基因位点（如ITS、TUB2、TEF-1α）序列分析进行物种界定。该科真菌分布广泛，已在多个鳄梨生产国造成严重为害。随着全球鳄梨贸易的增加，新的致病物种不断被发现，其地理分布和危害程度呈扩大趋势。

2.2 病害循环

炭疽菌和葡萄座腔菌科真菌的病害循环均涉及潜伏侵染和采后活化两个关键阶段。

炭疽菌的侵染循环始于分生孢子萌发产生芽管和附着胞，穿透果实表皮。随后是活体营养阶段，病原菌在寄主细胞内扩展但不引起症状。果实成熟触发其向死体营养阶段转变，分泌细胞壁降解酶（CWDEs）导致组织 maceration 和典型病斑形成。病原菌以分生孢子或菌核在植物残体上越冬，通过雨水溅散传播，从皮孔、伤口或受损的果皮侵入。

葡萄座腔菌科真菌以菌丝体、分生孢子器或分生孢子在植物组织内存活。孢子通过雨水、风或昆虫传播，从自然孔口或伤口侵入树体。在果实内，病原菌保持静止的生物营养状态，直至果实成熟时生化变化削弱寄主防御，转变为死体营养阶段，分泌CWDEs导致从果柄开始通过维管系统向内部腐烂。坏死组织上形成分生孢子器，释放分生孢子进行再侵染。病原菌在枯枝、染病果实甚至土壤中的持久存活能力使得病害循环年复一年地进行。

3 检测与诊断

准确检测潜伏状态的病原菌对于鳄梨采后病害管理至关重要。传统的视觉检查因病原菌的潜伏性而不可靠，尤其是在果皮颜色深、纹理粗糙的‘Hass’品种上，早期病变难以察觉。

3.1 分子检测方法

聚合酶链式反应（PCR）是检测炭疽菌和葡萄座腔菌科物种的常用方法。但由于遗传相似性，单一位点PCR往往缺乏物种水平的分辨率。多位点系统发育分析已成为界定近缘物种的标准方法，常用的看家基因包括ITS、β-tubulin（TUB2）、延伸因子-1α（TEF-1α）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）等。

定量PCR（qPCR）通过实时检测病原菌DNA，为潜伏感染的早期监测提供了高灵敏度工具。针对炭疽菌的qPCR assay已能区分C. gloeosporioides和C. acutatum复合群内的物种，检测限可达飞克级DNA浓度。针对葡萄座腔菌科的qPCR方法，包括 duplex 和 triplex TaqMan assay，能够同时检测N. parvum、B. dothidea等多个物种。

环介导等温扩增（LAMP）作为一种快速、低成本、无需热循环仪的替代技术，特别适合果园或出口现场的田间检测。虽然LAMP在鳄梨采后病原检测中的应用尚不广泛，但在其他作物上的研究展示了其巨大潜力。例如，在芒果中，针对钙调蛋白的LAMP assay可可靠地检测CGSC成员；在番石榴中，检测限低至10 fg DNA；在大豆中，可检测到每50克种子中仅10个分生孢子的感染。近期发展出的可视化（如甲酚红颜色变化）和荧光探针读数的LAMP assay进一步提高了其可用性。

尽管LAMP具有速度快、便携性好等优点，但其引物设计技术要求高，易出现非特异性扩增；视觉判读结果易受光照和样品基质干扰；成功应用依赖于严格的assay验证和用户培训。

3.2 生化与无损检测方法

基于代谢组学、挥发物 profiling、光谱学和人工智能（AI）成像的生物化学和无创传感器技术为鳄梨采后病害的早期检测提供了强有力的工具。

代谢组学和挥发性化合物分析显示出早期生物标志物发现的潜力。采用超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS）和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，能够在症状出现前1天鉴定出感染L. theobromae的葡萄柚中的早期生物标志物，如莽草酸、琥珀酸和酪氨酸。在芒果中，通过GC-MS鉴定出感染L. theobromae和C. gloeosporioides的特异性挥发性有机化合物（VOCs），并建立了判别模型，分类准确率高达100%。

等温微量热法（IMC）是一种通过热流实时监测真菌代谢活性的非破坏性生化工具。通过分析热动力学参数，能够区分不同的真菌属，并训练神经网络模型实现高达95%的分类准确率，展示了其作为快速、非侵入性诊断方法的潜力。

光谱学和近红外（NIR）成像提供了非破坏性诊断潜力。NIR光谱能够在损伤后1-2小时内以超过85%的准确率对‘Hass’鳄梨的瘀伤进行分类。傅里叶变换近红外光谱（FT-NIRS）评估鳄梨炭疽病腐烂的准确率为65-84%。可见-近红外光谱也显著降低了猕猴桃的冷害评级。

集成人工智能的成像提供了更高分辨率的诊断。基于X射线图像和深度学习分割（U-net++）能够以98%的准确率在像素级别分类腐烂组织，腐烂面积量化的均方根误差仅为3.15%。基于纹理和颜色模式的卷积神经网络（CNN）识别炭疽病病斑的准确率达到92%。使用机器学习分类器（如随机森林RF和多层感知器MLP）区分健康、炭疽病和疮痂病感染果实的整体分类准确率达到98%，炭疽病检测的F1分数为98%。

这些非破坏性技术虽然许多是针对炭疽病或其他作物开发的，但它们为更广泛的鳄梨应用提供了引人注目的框架，可作为筛选或早期预警系统，增强病害控制，减少采后损失，并补充分子检测 assay。

4 植物-病原物互作：组学技术的应用

4.1 代谢组学

代谢组学为了解鳄梨成熟和感染过程中发生的生化变化提供了关键见解。通过超高效液相色谱-质谱联用（UHPLC-MS）等高分辨率分析技术，研究人员已经鉴定出参与防御、应激信号和疾病进程的代谢物。

最一致的发现之一是随着果实成熟，抗真菌化合物如表儿茶素、绿原酸和其他类黄酮的含量下降。这种减少在果皮、果肉和种子组织中均有观察到，削弱了内部防御，并与C. gloeosporioides和N. parvum等病原菌激活潜伏感染相关。酚类含量也因品种和生长区域而异。来自西班牙、智利、秘鲁和澳大利亚的鳄梨在黄酮醇苷和酚酸方面表现出显著差异，果皮组织始终比果肉保留更高的类黄酮水平。果肉中酚类的快速降解可能有助于解释为什么内部组织往往最先屈服于真菌攻击。

病原菌也通过自身代谢物的产生来促进疾病。N. parvum分泌毒力因子，如羟基梅林、异 sclerone 和酪醇，诱导坏死和细胞损伤。其他Neofusicoccum物种产生脂肪酸衍生的毒素，如亚油酸和壬二酸，破坏宿主氧化平衡并促进组织定殖。C. gloeosporioides表达漆酶，降解多酚如表儿茶素，削弱抗真菌防御并增强脂氧合酶介导的细胞壁分解。此外，葡萄座腔菌科物种干扰茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）信号，抑制宿主免疫激活。

这些代谢紊乱共同降低了宿主抵抗力并加速了腐烂。然而，仅靠代谢组学并不能揭示这些变化背后的调控通路。为了解决这个问题，转录组学已成为研究与感染、成熟和采后应激相关的基因表达变化的强大工具。

4.2 转录组学

转录组学显著增进了我们对鳄梨在成熟、病原菌攻击和采后贮藏过程中分子反应的理解。这些见解揭示了植物防御信号、氧化应激反应和真菌毒力调控的关键变化。

基础研究为鳄梨、芒果和澳洲坚果生成了de novo转录组组装，从而能够对组织特异性基因表达进行高分辨率分析。在墨西哥鳄梨中，转录谱分析鉴定出不同组织和发育阶段中脂肪酸代谢和成熟的调控因子。随后使用1-甲基环丙烯（1-MCP）的研究表明，乙烯抑制改变了参与成熟和长期贮藏反应的关键基因的表达。

以病原菌为重点的转录组研究揭示了免疫激活通路。在用壳聚糖处理的感染C. gloeosporioides的果实中，鉴定出苯丙烷生物合成和激素信号通路的