江西农业大学陈金印教授团队在JAFC发表封面文章阐述安托芬减少柑橘采后青霉病发生的调控机制
发布时间: 2022-06-16 浏览次数:

2022年6月,江西农业大学陈金印教授团队关于植物源柑橘保鲜剂研究的重要成果以封面文章形式在农林科学1区TOP期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》(2021年IF 5.895) 上发表,论文题目为“Lignin biosynthesis pathway and redox balance act synergistically in conferring resistance against Penicillium italicum infection in 7-demethoxytylophorine-treated navel orange”,青年教师陈楚英副研究员为第一作者,陈金印教授和万春鹏副研究员为文章共同通讯作者。

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由意大利青霉侵染引发的柑橘青霉病(Citrus blue mold, CBM)在果实采后运输、贮藏和销售等环节极易发生,而生产中基本上使用化学杀菌剂以达到高效快速控制柑橘果实真菌病害的目的,这严重制约了世界柑橘产业的健康发展。课题组在陈金印教授的带领下长期从事柑橘植物源保鲜剂的基础应用研究,本文基于天然产物分离与鉴定技术首次从白薇中分离得到一种具有超高效抑菌活性的菲骈吲哚里西丁生物碱—7-脱甲氧基娃儿藤碱/安托芬,并已证实了其抗病能力显著优于目前广泛使用的咪鲜胺(Postharvest Biology and Technology, 2019, 157, 110961; 果树学报, 2019, 36, 94-102)。本团队前期研究报道,在离体条件下,安托芬通过影响细胞膜系统和线粒体功能等途径抑制意大利青霉生长,但其在实际生产中控制柑橘采后青霉病发生的作用机制尚未被完全阐明。因此,我们在本研究中继续探究了其在果实活体损伤接种模式下,安托芬对‘纽荷尔’脐橙采后青霉病发生的防治效果及其相关调控机制。

研究结果发现,安托芬处理显著减少CBM发生,延缓果皮组织病变软化,通过抑制电导率、超氧阴离子产生速率和丙二醛含量的上升或积累,从而减轻真菌侵染引起的氧化胁迫损伤。RNA-seq数据分析显示脐橙在抵御真菌侵染反应中,活性氧(Reactive oxygen species, ROS)快速迸发,激活果实抗氧化系统和木质素合成途径。安托芬处理能够维持果实的氧化还原平衡,显著促进还原型谷胱甘肽(GSH)合成中相关基因CsGR2、CsGXP8、CsGST3的上调表达,同时延缓CsAPX6的下调表达,维持较高的抗氧化酶活性、AsA和GSH含量以及自由基清除能力,从而缓解氧化胁迫引起的抗氧化系统失衡;另外,安托芬处理还显著提高了CsPAL1、CsC4H1、CsCCR2、CsCAD6基因表达和相关酶活性,从而促进果皮中木质素的合成和积累,提高‘纽荷尔’脐橙的抗病能力。因此,安托芬可以被考虑研制为一种天然高效的柑橘保鲜剂应用于果实采后防腐保鲜。

该研究得到国家自然科学基金(32002104和32060703)、江西省现代农业(柑橘)产业技术体系(JXARS-07)等项目支持。