综述:诱导抗性在减轻果蔬采后真菌病害中的作用

【字体: 时间:2025年08月25日 来源:Journal of Advanced Research 13

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  这篇综述系统阐述了采后果蔬通过物理、化学及生物方法诱导抗性(SAR/ISR)调控病程相关蛋白(PRs)、活性氧(ROS)代谢及植物激素(SA/JA/ET)信号通路,从而激活苯丙烷代谢和细胞壁强化等防御机制,为开发绿色保鲜技术提供理论依据。

  

引言

水果富含维生素、矿物质和膳食纤维,但采后易因真菌侵染导致腐烂,全球每年因此造成的损失在发达国家达5-25%,发展中国家高达20-50%。传统杀菌剂的限用促使研究者转向生态友好的诱导抗性技术,通过激活宿主防御系统控制病害。

真菌致病机制

病原真菌通过分泌细胞壁降解酶(如多聚半乳糖醛酸酶PGs)、毒素(如灰葡萄孢菌产生的botrydial)和小RNA(sRNAs)劫持宿主RNA干扰系统。关键致病因子包括:

  1. 1.

    毒性蛋白:如坏死诱导蛋白NEP1/2通过诱导细胞死亡促进营养获取;

  2. 2.

    pH调控:青霉菌分泌葡萄糖酸降低环境pH以激活CWDEs;

  3. 3.

    氧化应激:NADPH氧化酶(Nox)产生的ROS协助穿透宿主屏障。

宿主的防御体系

水果通过三重防线抵御病原体:

  1. 1.

    物理屏障:角质层蜡质(如苹果MYB30调控的KCS1基因)和细胞壁木质化;

  2. 2.

    化学防御:类黄酮、木质素等次生代谢物通过苯丙氨酸解氨酶(PAL)途径合成;

  3. 3.

    免疫应答:过敏反应(HR)引发局部细胞死亡,系统获得性抗性(SAR)依赖水杨酸(SA)信号,而诱导系统抗性(ISR)由茉莉酸(JA)/乙烯(ET)通路介导。

诱导抗性的应用策略

  1. 1.

    植物精油:如百里香精油上调几丁质酶(CHI)和PR-5蛋白表达;

  2. 2.

    氨基酸:L-半胱氨酸增强抗氧化系统,0.1 g/L剂量即可抑制褐腐病;

  3. 3.

    微生物拮抗菌:汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)激活β-1,3-葡聚糖酶基因;

  4. 4.

    物理方法:UV-B辐射促进细胞壁增厚,蓝光调控ROS清除酶活性。

挑战与智能化方向

当前面临诱导剂稳定性差、成本高等产业化难题。智能农业结合物联网(IoT)和无人机传感技术,可动态监测微环境并精准施药。例如,pH响应型壳聚糖膜在酸性条件下控释抗真菌成分,使菠萝腐败率降低50%。

未来展望

需深入解析不同果实抗性通路的共性与特性,并利用多组学和基因编辑(如CRISPR/Cas9)技术优化诱导策略,实现采后病害绿色防控与品质维持的双赢。

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