采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病的防控及其保鲜作用

张 承 1,李 明 2,*,龙友华 1,2,吴小毛 1,2

(1.贵州大学农学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州大学作物保护研究所,贵州 贵阳 550025)

摘 要:以‘贵长’猕猴桃为试材,通过病原菌分离、致病性测定和DNA测序鉴定了修文县猕猴桃软腐病病原菌,并选用壳聚糖、钙盐和糊精分别与茶多酚、甘氨酸、柠檬酸、抗菌肽混合制备和筛选了复合膜剂,研究了采前幼果期和壮果末期果面喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病的防控及其保鲜作用。结果表明,修文县猕猴桃软腐病病原菌为葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和拟茎点霉菌(Phomopsis sp.);采前喷施不同壳聚糖复合膜对其软腐病的防效均达60%以上(添加茶多酚防效86.54%、甘氨酸防效61.54%、柠檬酸防效71.15%、抗菌肽防效69.23%),显著降低丙二醛(MDA)积累,提高果实的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,诱导增强果实的抗病性。同时,该复合膜能有效地增加果实单果质量和体积,显著提高果实VC、可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、叶绿素和蛋白质的含量,促进猕猴桃产量的增加和品质的改善。此外,施用该复合膜还能有效提高和维持果实硬度、降低果实呼吸强度以及果实质量损失率和营养物质的损失,明显抑制果实可溶性固形物和可溶性总糖含量的上升速率和延缓组织的衰老软化,从而提高了猕猴桃耐贮性。研究结果为猕猴桃优质栽培、病害有机防控和果实绿色保鲜提供了科学依据和新途径。

关键词:猕猴桃;壳聚糖;钙;软腐病;贮藏;品质

猕猴桃(Actinidia)作为新兴的经济林树种之一,21世纪以来我国猕猴桃产业得到了快速的发展,产量和种植面积均已位居世界第一。‘贵长’猕猴桃(Actinidia deliciosa cv. Guichang)系美味猕猴桃中的优良品种,贵州修文县于1989年开始引种,现已发展成贵州省特色精品水果之一和当地的支柱产业 [1]。近年来,由病原真菌侵染造成的果实采后腐烂逐渐加重,如软腐病、蒂腐病等;加之我国果蔬保鲜技术的相对落后,使得潜伏或者后期感染的病原真菌极易造成果实在贮藏过程中大规模的病害发生 [2]。据统计,2014年贵州修文县猕猴桃采后病害严重发生,损失率达40%以上,给当地产业和果农造成重大的经济损失。

大多数学者均赞同猕猴桃软腐病是由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和拟茎点霉菌(Phomopsis sp.)混合侵染,而现有的防治手段主要为化学防治 [3-6]。当前,猕猴桃贮藏保鲜技术主要集中在农艺栽培 [7]、生物 [8]、物理 [9]、化学 [10-11]等贮藏技术上。壳聚糖因其良好的成膜性、抑菌性和保鲜特性,在果蔬贮藏保鲜领域应用广阔,且其高效的抑制病原微生物繁殖和生长、诱导果实抗病性亦成为国内外研究的热点问题之一 [12]。作为植物所必需的大量元素,Ca 2+在提高果实抗病性、贮藏性等方面发挥着积极的作用 [13-14]。壳聚糖涂膜和钙营养采前处理应用于猕猴桃贮藏保鲜已有报道 [15-16],但就壳聚糖和钙营养配合抗菌物质和成膜剂(糊精)采前处理猕猴桃鲜见报道。本研究于猕猴桃采前软腐病病原菌侵染前期(幼果期,花后2 周内)和壮果末期在果实表面喷施天然的壳聚糖复合膜,旨在探索建立猕猴桃的病害防控和保鲜的新方法,实现既防病又改善品质、保鲜的目的,以期为猕猴桃优质生产、病害防控和贮藏保鲜提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料

试验地位于贵州修文县谷堡乡红星村贵州顶好果业有限公司猕猴桃园(26°49′02.2″N,106°28′23.6″E),平均海拔为1 276 m,亚热带季风性湿润气候,年平均气温为16 ℃,年降雨量达1 293 mm,水热同期。供试果园土壤类型为黄棕壤,实验前在果园内随机、多点混合采集深0~60 cm的土样测试理化性质,其结果为:pH 5.86、全氮含量1.44 g/kg、有机质含量29.56 g/kg、碱解氮含量98.76 mg/kg、有效磷含量4.43 mg/kg、有效钾含量3.47 mg/kg、有效铁含量49.31 mg/kg。

猕猴桃品种‘贵长’,树龄20 a,每亩种植74 株,其中雌株68 株,树势整齐一致,管理水平按猕猴桃无公害栽培技术进行;2014年果实软腐病发生为偏重。

供试病果:2014—2015分别取自贵州省修文县谷堡乡、龙场镇、扎佐镇、久长镇等猕猴桃产区。

1.2 试剂与仪器

水溶性壳聚糖(脱乙酰度≥95%) 河南华瑞生物工程有限公司;糊精 天津市科密欧化学试剂有限公司;硝酸钙 成都金山化学试剂有限公司;茶多酚合肥博美生物科技有限责任公司;甘氨酸 北京索莱宝科技有限公司;柠檬酸 江苏强盛功能化学股份有限公司;抗菌肽 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

HJ-6多头磁力加热搅拌器 金坛市盛蓝仪器制造有限公司;T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限公司;GY-4数显式果实硬度计 乐清市艾德堡仪器有限公司;PAL-1型折光仪 北京阳光亿事达贸易有限公司。

1.3 方法

1.3.1 修文县猕猴桃软腐病病原菌分离鉴定

病原菌分离:采用组织分离法分离病原菌,将果

实病斑及四周表面用75%酒精擦拭并在酒精灯上来回火焰消毒刀片和镊子,用消毒好的刀片削去病斑果皮及外层组织,再用消毒过的镊子挑取病斑组织用75%酒精浸泡5 s,然后用无菌水清洗3 次,置于无菌的滤纸上晾干。再移入含硫酸链霉素的马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)平板培养基上,28 ℃恒温箱中培养2~3 d,待菌落长出后作菌落纯化培养。纯化后的菌株用斜面保存待用。

病原菌致病性测定:按照柯赫氏法则将得到的病菌进行回接验证。取健康果实,先用清水洗净,再用1%次氯酸钠溶液浸泡30 min后晾干,在果实赤道部位标记接种点,备用;再将病原菌纯培后第1代培养5 d的PDA平板菌落用打孔器打成直径5 mm的菌饼,分刺伤(用消毒火烧过的注射器针头于接种点刺破10 个孔,孔眼集中在一起使直径约5 mm)和不刺伤2 种方式进行接种,将菌饼的菌丝面紧贴于接种点上。接种完后置于温度28 ℃、相对湿度约为75%条件下进行培养。定期观察发病情况,显症后再次分离鉴定,完成柯赫氏法则验证。

病原菌的rDNA-ITS序列分析:将病原菌纯培后第1代培养5 d的PDA平板直接送上海生物工程有限公司进行鉴定测序,测序结果用BLAST软件进行分析及同源性比对。

1.3.2 壳聚糖复合膜的配制

取蒸馏水于烧杯中,再向烧杯中加入质量分数2.5%糊精置于多头磁力加热搅拌器上加热磁力搅拌10 min,后停止加热;再向糊精溶液中依次加入质量分数5.0%壳聚糖、1.5%硝酸钙、1.0%抑菌物质(茶多酚组编号MJ1、甘氨酸组编号MJ2、柠檬酸组编号MJ3、抗菌肽组编号MJ4),磁力搅拌12 h后装于灭菌后的瓶中密封保存备用。

1.3.3 田间试验设计

试验采取随机区组设计,并采用在猕猴桃生育期采用喷施壳聚糖复合膜于果实表面的方式。设果实表面各喷施30 倍液的MJ1、MJ2、MJ3和MJ4 4 个膜剂处理,以果实表面喷施清水为对照(CK),共5 个处理,每处理5 棵树,重复4 次,共20 个小区,周围设保护行。试验采用静电喷雾器喷施膜剂,第1次喷施时间为2015 年5月20日(幼果期,5月8日授粉结束),每棵树用液1 000 mL;第2次喷施时间为8月7日(壮果末期,淀粉迅速积累),每棵树用液1 500 mL;采收时间为10月1日。试验期间天气均以晴为主,间或多云,喷施后3~4 d内无降雨过程。

1.3.4 指标测定

猕猴桃采收后,根据1.3.3节4 个处理组和对照共5 组,每组4 次重复,每个重复再设置2 组,每组50 个果,置于常温(25±1)℃条件下贮藏。第1组用于测定果实品质、抗性相关物质、呼吸强度及硬度等;第2组用于质量损失率和果实软腐病发病情况调查。

1.3.4.1 软腐病防控指标测定

果实软腐病发病情况调查:于果实开始软化每2 d调查果实发病情况,按公式(1)~(3)统计累计发病率、病情指数及防效。

病害严重性分级标准为:0级:未发病;1级:病斑累计直径小于1 cm;2级:病斑累计直径在l~2 cm;3级:病斑累计直径在2~3 cm;4级:病斑累计直径在3~4 cm;5级:病斑累计直径在4~5 cm;6级:病斑累计直径大于5 cm。

1.3.4.2 丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和抗氧化酶活性测定

MDA含量:采用硫代巴比妥酸法测定;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性:采用氮蓝四唑光还原法测定;过氧化物酶(peroxidase,POD)活性:采用愈创木酚法测定;过氧化氢酶(catalase,CAT)活性:采用紫外吸收法测定 [17]

1.3.4.3 果实品质指标测定

果实单果质量、横径、纵径、侧径:每个重复随机测定20 个果后取平均值,计算果形指数,并利用旋转椭球体积公式计算猕猴桃近似体积。

果品品质测定方法 [18]:可溶性总糖含量:采用硫酸-蒽酮比色法测定;VC含量:采用2,6-二氯靛酚法测定;可滴定酸含量:采用酸碱滴定法测定;可溶性固形物含量:采用PAL-1型折光仪测定;叶绿素含量:采用乙醇提取紫外分光光度计法测定;蛋白质含量:采用紫外吸收法测定。1.3.5 贮藏保鲜指标测定

呼吸强度:采用碱吸收法测定;硬度:采用GY-4数显式果实硬度计测定;质量损失率:采用称重法测定,见式(4):

1.4 数据分析

实验数据(均为4 次重复)采用Excel 2003和SPSS 18.0数据统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃果实抗病性的影响

2.1.1 修文县猕猴桃软腐病的病原菌鉴定

对修文县猕猴桃主产区软腐病调查发现,软腐病主要发生在收获和贮运期,病斑初期呈浅褐色,微微凹陷,表皮不破裂,易于果肉分离;病部果肉呈淡黄色,病斑边缘暗绿色晕环带,数天内可扩展至整个果实腐烂,且后期病部会产生白色菌丝体(图1A)。从果实病部组织中共分得6 株菌株,编号为RF-1~RF-6;对6 株菌株采用刺伤和不刺伤进行致病性检测,发现RF-1和RF-2具有较强致病力。RF-1:菌落初期白色,后从中央开始转为墨绿色,再转为黑色,边缘不整齐,经72 h生长菌落直径达90 mm(图1B)。RF-2:菌落白色,絮状生长,背面中央浅黄色,边缘较整齐菌落,经72 h生长菌落直径达 72 mm(图1C)。用刺伤法将纯化的RF-1和RF-2菌株回接到健康猕猴桃果实上,接种6 d后开始发病,症状与田间自然发病症状相同(图1D~G),且RF-1(病斑直径较大)致病力高于RF-2。从发病果实上再分离得到的菌株在PDA培养基上的培养特性与纯化菌株一致,表明所分离到的病原菌是猕猴桃软腐病的病原菌。

图1 猕猴桃软腐病病原菌的发病症状、菌落形态和致病性
Fig.1 Soft rot symptoms, colony morphology and pathogenicity of the pathogens in kiwifruit

用真菌通用引物 ITS1/ITS4对致病性最强的菌株RF-1 和RF-2进行聚合酶链式反应扩增其rDNA-ITS序列,扩增产物经测序,目的片段长度分别为523 bp和555 bp,将测序结果在NCBI上用BLAST软件进行同源性比对,菌株RF-1与葡萄座腔菌(Botryosphaeria sp. JQ260829.1、HQ730969.1)同源性达100%;菌株RF-2与拟茎点霉菌(Phomopsis sp. DQ145731.1、JQ809673.1)同源性达99%。根据同源性比对结果,将RF-1和RF-2分别鉴定为Botryosphaeria dothidea和Phomopsis sp.。

2.1.2 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病的防控效果

表1 采前喷施壳聚糖复合膜对防控猕猴桃软腐病的效果
Table1 Effects of pre-harvest application of chitosan composite coatings on controlling soft rot of kiwifrui

注:同列肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

由表1可知,不同壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病均具有良好的防控效果,贮藏22 d后对照果实平均发病率达44.44%,而各壳聚糖复合膜处理果实发病率均在20.22%以下。防控效果较好的为MJ1,防效达86.54%;其次为MJ3和MJ4,防控效果分别为71.15%和69.23%。

2.1.3 采取喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃采后果实MDA和抗氧化酶活性的影响

图2 猕猴桃MDA含量(A)和SOD活性(B)变化
Fig.2 Changes in MAD content and SOD activity of kiwifruit during storage

MDA含量累积能够反映果实受到病原菌侵染后发生膜脂过氧化程度和膜结构受损程度。图2A表明,随着贮藏期延长果实MDA含量呈上升趋势,各贮藏期对照MDA积累量明显高于不同壳聚糖复合膜处理;贮藏20 d后,对照MDA含量达1.49 nmol/g,与各膜剂处理差异达极显著水平(P<0.01)。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可有效降低果实受病原菌侵染的程度和果实MDA积累,各膜剂处理效果相当。

图2B表明,贮藏期果实SOD活性变化呈先上升后下降的趋势,各贮藏期对照SOD活性明显低于不同壳聚糖复合膜处理;贮藏17 d后果实SOD活性达到峰值,各膜剂处理与对照之间差异达极显著水平(P<0.01)。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可显著增加猕猴桃果实SOD活性,提高猕猴桃抗病性,效果较好的为MJ3和MJ4。

图3 猕猴桃CAT(A)和POD(B)活性变化
Fig.3 Changes in CAT and POD activities of kiwifruit

图3表明,贮藏期果实CAT和POD活性变化亦呈先上升后下降的趋势。贮藏17 d后果实2种酶活性达到峰值,MJ2、MJ3和MJ4的果实CAT活性高于对照,差异达显著水平(P<0.05);各膜剂处理POD活性均高于对照,差异达显著水平(P<0.05)。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜一定程度上可提高猕猴桃果实CAT和POD活性,增强猕猴桃抗病性,效果较好的为MJ3和MJ4。

2.2 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃品质的影响

2.2.1 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃果实生长的影响生育期喷施壳聚糖复合膜处理对猕猴桃果实纵径、横径、侧径和果形指数没有显著的影响,但可提高猕猴桃平均单果质量和单果体积,效果较好的为MJ3和MJ4,与清水对照的差异达到显著水平(P<0.05),见表2。表明壳聚糖复合膜在促进猕猴桃产量形成和改善果实外观品质上具有良好的作用。

表2 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃果实生长的影响
Table2 Effects of pre-harvest application of chitosan composite films on development of kiwifruit

2.2.2 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃内在品质的影响

表3 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃营养品质的影响
Table3 Effects of pre-harvest application of chitosan composite films on quality of kiwifruit

表3显示,不同壳聚糖复合保护膜均能提高猕猴桃果实VC、可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸、叶绿素和可溶性蛋白的含量。表明生育期果面喷施壳聚糖复合保护膜可较好地改善猕猴桃果实的食用品质和营养品质,提高猕猴桃的商品价值。

2.2.3 采前喷施壳聚糖复合膜对采后果实品质的影响

图4表明,随着贮藏期的延长,对照可溶性固形物和可溶性总糖含量不断增加至19 d后到达峰值(13.00%和11.12%),随后开始下降;壳聚糖复合膜处理果实可溶性固形物和可溶性总糖含量呈不断上升趋势,于贮藏22 d达到最大值,同比对照可溶性固形物和可溶性总糖含量有所提高,差异达极显著水平(P<0.01)。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可提高果实可溶性固形物和可溶性总糖含量和抑制猕猴桃果实贮藏期可溶性固形物和可溶性总糖含量上升速率,间接地延长了猕猴桃贮藏期。

图4 猕猴桃可溶性固形物(A)和可溶性总糖(B)含量变化
Fig.4 Changes in soluble solid and total soluble sugar contents of kiwifruit

图5 猕猴桃VC(A)和可滴定酸(B)含量变化
Fig.5 Changes in vitamin Cand titratable acid contents of kiwifruit

图5表明,贮藏期各处理猕猴桃VC和可滴定酸含量总体呈不断下降的趋势。不同壳聚糖复合膜处理各贮藏期的VC含量均比对照高,且VC含量损失均低于对照。贮藏期对照可滴定酸含量的下降趋势明显高于不同壳聚糖复合膜处理,其加速了猕猴桃的软化进程。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可提高果实VC含量和有效降低猕猴桃果实贮藏期VC和可滴定酸含量的损失,使得保持适宜的糖酸比进而有利于猕猴桃的贮藏,效果较好的为MJ1。

图6A显示,随着猕猴桃果实软化衰老果实中叶绿素含量不断降低,但不同壳聚糖复合膜处理各贮藏期的叶绿素含量均比对照高。图6B表明,贮藏期猕猴桃果实蛋白质含量呈波动变化的趋势,但不同壳聚糖复合膜处理各贮藏期的可溶性蛋白含量亦均比对照高。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可提高果实叶绿素和可溶性蛋白含量,对猕猴桃贮藏期品质维护具有一定的辅助作用,效果较好的为MJ1和MJ3。

图6 猕猴桃叶绿素(A)和可溶性蛋白(B)含量变化
Fig.6 Changes in chlorophyll and protein contents of kiwifruit

2.3 采前喷施壳聚糖复合膜对采后猕猴桃贮藏性的影响

2.3.1 对采后猕猴桃果实呼吸强度和硬度的影响

图7 猕猴桃呼吸强度(A)和硬度(B)变化
Fig.7 Changes in respiration rate and firmness of kiwifruit

从图7A可以看出,随着贮藏期的延长果实呼吸强度在不断增强,在贮藏17 d后对照呼吸强度出现呼吸高峰,达0.116 1 mg CO 2/(kg·h),随后开始下降。不同壳聚糖复合膜处理果实呼吸强度在贮藏17 d后仍保持不断上升趋势,呼吸高峰的出现时间仍未出现。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可有效降低猕猴桃呼吸强度和延缓呼吸高峰的出现时间,提高猕猴桃贮藏性,效果较好的为MJ4。

图7B表明,整个贮藏期内果实硬度变化呈下降趋势,初始测定和各贮藏期不同壳聚糖复合膜处理猕猴桃果实的硬度均高于对照;贮藏19 d后,不同壳聚糖复合膜处理猕猴桃果实硬度最低保持在8.37 kg/cm 2,而对照为5.89 kg/cm 2。且贮藏期对照果实硬度的下降趋势明显高于不同壳聚糖复合膜处理。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可有效地维持猕猴桃果实硬度,效果较好的为MJ3 和MJ4。

2.3.2 对采后猕猴桃果实质量损失率的影响

图8 猕猴桃质量损失率变化
Fig.8 Change in weight loss rate of kiwifruit

图8表明,整个贮藏期内果实质量损失率变化呈不断上升趋势。贮藏12 d后,对照质量损失率上升趋势加剧,明显高于不同壳聚糖复合膜处理。贮藏29 d后,对照质量损失率达14.82%,与不同壳聚糖复合膜处理差异达极显著水平。表明采前果面喷施壳聚糖复合膜可有效抑制果实水分蒸发和果实内含物的降解,降低猕猴桃果实质量损失率,各膜剂处理效果相当。

3 讨 论

大量研究表明,壳聚糖对多种果实采后病害具有防治效果,能够降低果实的发病率和病情指数 [19-23],其主要是通过直接抑制病原菌的生长 [12]、提高果实抗病性 [20]和延缓果实衰老 [12,24]等途径发挥作用。而生长期喷钙处理也能降低果实发病率和提高果实抗病性 [25],如在杨桃 [26]、苹果 [27]、黄金梨 [28]和月光李 [29]等水果上均具有良好的效果。学者们研究发现猕猴桃软腐病是由Botryosphaeria dothidea和Phomopsis sp.混合侵染,其中又以Botryosphaeria dothidea占主导地位 [2-5];王井田等 [4]表明软腐病病原菌在谢花后的3 周左右开始侵染幼果,6 周左右侵染达到高峰。本研究通过病菌分离、病菌致病性测定和DNA测序鉴定,明确了引起修文县猕猴桃软腐病病原菌为Botryosphaeria dothidea和Phomopsis sp.,且Botryosphaeria dothidea的致病力大于Phomopsis sp.,这与前人报道一致。在软腐病病原菌侵染前期(花后2 周内)和壮果末期的果实表面喷施壳聚糖复合膜不但能显著降低果实软腐病的发病率,而且有效降低了果实MDA积累,提高了果实SOD、CAT和POD活性,这可能是壳聚糖和糊精良好的成膜性会使其在果实表面形成一层天然屏障,当病原菌侵入至果实表面时就会遭受这层膜的防御作用从而减少其侵染的机会;同时,膜剂成分被果实吸入体内参与了果实生理代谢作用,提高了相关抗性物质的活性,降低了果实的发病率,从而提高了果实的抗病性。

壳聚糖可以激活、增强植株的生理生化机能,提高植物产量、品质和贮藏性能 [30-31]。刘金凤 [32]指出施用壳聚糖处理能分别提高樱桃番茄16.2%~20.0%,且能改善其营养和外观品质;邹良栋等 [33]表明采前果面喷施壳聚糖能使苹果、桃、葡萄病虫害发生率降低,可溶性总糖含量增加,果皮组织结构变化,衰老进程受阻,贮藏寿命延长;刘亚平 [34]提出采收前果面喷施壳聚糖提高了葡萄的耐压强度、可溶性固形物和可滴定酸含量,显著抑制了果粒硬度、咀嚼性和凝聚性的下降,延缓了果实的衰老软化。钙作为胞内第2信使参与植物生长发育与衰老、光合作用等生理生化过程,与果实品质、产量和贮藏性能的形成密切相关。王仁才等 [16]在猕猴桃幼果期进行浸钙处理发现,钙能显著提高猕猴桃营养品质和耐贮性;温明霞等 [35]表明锦橙生长期喷钙能抑制VC等物质的分解,提高可溶性固形物含量和糖酸比。邢尚军等 [36]提出钙有效抑制了冬枣贮藏期间的褐变和硬度的变化及VC的消耗;类似研究在杨桃 [26]、龙眼 [37]、温州蜜柑 [38]等水果也有报道。本研究表明,壳聚糖复合膜剂促进了猕猴桃产量形成,较好地改善了猕猴桃果实的营养品质,且有效提高了猕猴桃贮藏性能,这些发现与上述前人的研究结果相似。这种显著的保鲜效应可能源于壳聚糖复合膜喷施于果实表面后,由于膜剂良好的成膜性和猕猴桃体表密生的绒毛增大了果实对壳聚糖、钙营养和抗菌物质等成分的吸收,这些成分协同参与了果实的生理代谢,促进了果实产量的提高和品质的改善,同时增大了果皮组织致密程度 [34],阻止果实内外气体交换,抑制果实呼吸强度和速率,减缓营养物质的消耗,因而提高了果实的抗衰老能力和贮藏性能。

4 结 论

为了探索果实的病害防控和保鲜的新方法,实现既防病又改善品质、保鲜的目的,选用壳聚糖、钙盐和糊精分别与茶多酚、柠檬酸、抗菌肽混合制备了复合膜剂,研究评价了喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病的防控及其保鲜作用。结果表明,引起修文县猕猴桃软腐病的病原菌为Botryosphaeria dothidea和Phomopsis sp.;采前在猕猴桃幼果期和壮果末期的果面喷施壳聚糖复合膜剂能显著降低果实软腐病的发病率和诱导果实抗病性增

强,同时该膜剂还能促进猕猴桃果实生长和营养品质地改善、有效提高猕猴桃贮藏性能。综合评价效果较好的为壳聚糖、钙盐和糊精分别与茶多酚、柠檬酸、抗菌肽复合制成的膜剂。研究结果为猕猴桃果实病害的防控和保鲜提供了科学依据。

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Control of Soft Rot in Kiwifruit by Pre-Harvest Application of Chitosan Composite Coating and Its Effect on Preserving and Improving Kiwifruit Quality

ZHANG Cheng 1, LI Ming 2,*, LONG Youhua 1,2, WU Xiaomao 1,2
(1. College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang 550025, China; 2. Institute of Crop Protection, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

Abstract:This study aimed to examine the effect of pre-harvest chitosan composite coating on controlling soft rot in kiwifruit and on maintaining and improving kiwifruit quality. Soft rot pathogens were isolated from infected ‘Guichang’kiwifruits (Actinidia deliciosa cv. Guichang) from Xiuwen county of Guizhou province, evaluated for pathogenicity and identified by DNA sequencing. Composite coatings were formulated by blending chitosan, calcium nitrate and dextrin with tea polyphenols, glycine, citric acid, antimicrobial peptide, respectively, and they were screened for application on kiwifruits at the young fruit period and the late expanding period. The results indicated that the soft rot pathogens identified were Botryosphaeria dothidea and Phomopsis sp., with Botryosphaeria dothidea being the dominant species, whose pathogenicity was greater than that of Phomopsis sp.. All chitosan composite coatings were effective at controlling kiwifruit soft rot and significantly decreased soft rot incidence. The control efficiencies of chitosan composite coatings with added tea polyphenols, glycine, citric acid and antimicrobial peptide were 86.54%, 61.54%, 71.15%, and 69.23%, respectively. All these coatings could significantly decrease malondialdehyde accumulation in kiwifruit during storage, increase the activities of superoxide dismutase, catalase and peroxidase, and enhance disease resistance. Moreover, the pre-harvest application of these chitosan composite films had no significant impact on longitudinal diameter, transverse diameter, lateral diameter or fruit shape index, but could effectively increase the average weight and volume of single fruits, as well as the contents of

Key words:kiwifruit; chitosan; calcium; soft rot; storage; quality

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622042

中图分类号:S663.4;S432.44

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2016)22-0274-08

引文格式:

张承, 李明, 龙友华, 等. 采前喷施壳聚糖复合膜对猕猴桃软腐病的防控及其保鲜作用[J]. 食品科学, 2016, 37(22): 274-281. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622042. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Cheng, LI Ming, LONG Youhua, et al. Control of soft rot in kiwifruit by pre-harvest application of chitosan composite coating and its effect on preserving and improving kiwifruit quality[J]. Food Science, 2016, 37(22): 274-281. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201622042. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-03-28

基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201203038);国家自然科学基金地区科学基金项目(31460480);贵州省科技厅农业攻关项目((2009)3022;(2011)3024);贵阳市科技局农业攻关计划项目((2009)2-007);三穗县科技成果应用及产业化项目(201602)

作者简介:张承(1992—),男,硕士研究生,主要从事农产品质量安全及有害生物绿色治理研究。E-mail:chengz76@aliyun.com

*通信作者:李明(1959—),男,教授,博士,主要从事植物保护膜开发应用及植物源农药研究。E-mail:lm21959@163.com

vitamin C, total soluble solids, total soluble sugar, titraTableacid, chlorophyll and protein, and accordingly improved the yield and quality of kiwifruit. In addition, the application of these chitosan composite films could significantly increase and maintain fruit firmness, reduce respiratory intensity, weight loss and losses of vitamin C, total soluble solids, total soluble sugar, titraTableacid, chlorophyll and protein, obviously inhibit the increase in total soluble solids and total soluble sugars, delay fruit senescence and softening, and thus improve the storability of kiwifruit. The present study may provide a scientific basis and a new way for high-quality cultivation, organic control of soft rot and green preservation of kiwifruit.