生物防治在果蔬采后病害上的应用_张忠

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果蔬体内存在大量具有抗菌活性的组分或可以被 诱导产生的具有抗病特性的化合物, 这为以植物为原 料生产杀菌剂的研究提供了广泛的资源。植物群体是 一个含有自然杀菌物质成分的巨大资源库。许多研究 都表明, 一些植物的根和叶的提取物对病菌有明显的 抑制作用。有的国家传统地利用植物自然抗病物质来 控制病虫害。例如, 未成熟的油梨果实内含有一种双 烯帖类的抗菌物质, 该物质与由盘长孢状刺盘孢 ( C olletotrichum gloeosporiodesk) 引 起 的 油 梨 炭 疽 病 的潜伏侵染具有密切关系; 随着油梨的后熟, 该抗菌 物质含量降低, 当降低到一定水平时, 果实开始发病 腐 烂[13]。 在 芒 果 果 实 中 也 发 现 了 间 苯 二 酚 类 的 抗 菌 物 质, 该物质含量的降低与炭疽病暴发具有密切关系。 因此适当增加这些天然抗病物质可减少病害的发生。
近年来, 利用植物自然抗病物质来控制果蔬采后 腐烂的研究也较多, W ilson 等人发现有 43 个科的多 种植物对 B .cinerea 病 菌 有 拮 抗 作 用 , 这 些 植 物 的 提 取 物 都 表 现 出 较 强 的 抑 菌 活 性[14]。 利 用 植 物 的 提 取 物 来防治果实的采后病害是近年来世界各国的研究热 点。Sholbery 等人发现, 从日本柏树中提取的日柏醇 对防治桃和草莓果实的采后病害有较好效果, 19 ̄44 μg-1 的 日 柏 醇 就 能 有 效 地 控 制 灰 霉 菌 、 褐 腐 病 和 青 霉病菌袍子的萌发[15]。
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成保鲜剂和保鲜纸等, 对多种水果均具有较好的保鲜 效果。可见, 天然植物产物在控制果蔬病害上是很有 潜力的。此外, 果实产生的一些挥发性代谢产物也具 有控制采后病害的作用。植物产生的一些饱和挥发性 物质对产品的采后病害也有明显的抑菌功效。 E I-G hoauth 和 W ilson 报 道 , 一 些 植 物 油 对 B .cinerea 和 P.expansum 病 菌 的 生 长 有 抑 制 作 用 。 他 们 还 发 现 红棕榈、红百里香、樟树叶和三叶草都能明显地抑制 B .cinerea 和 P.expansum 病 菌 孢 子 的 萌 发 和 菌 丝 的 生 长, 以这些植物为原料制作的烟熏剂可有效减少果实 和蔬菜的采后病害[17, 18]。
文献标志码: A
The C urrent A pplication of B iological C ontrol on Post-harvest D iseases of V egetables and Fruits
Zhang Zhong, Tu Y ong, Y ao X in, Y u Q ianyuan, Zhang M ingqiang ( X ichang C ollege, X ichang, Sichuan 615013, C hina)
有关拮抗菌控制果蔬采后病害的研究工作始于 20 世纪 80 年代, 至今已开始从实验室走向商业化应 用, 并有多个拮抗菌获得专利, 是一项具有潜力的新 兴技术。目前, 已从植物表面和土壤中分离出了许多 对果蔬采后病原菌具有拮抗作用的微生物。利用拮抗 菌控制果蔬采后的病害, 主要通过以下 3 种途径。 1.1.1 提高果蔬表面已存在的拮抗菌的拮抗能力
席钦芳等人用大蒜汁和洋葱汁控制柑橘果实的青 绿霉菌, 取得了较好效果, 达到甚至超过了多菌灵的 效果[16]。另外, 对利用我国特有的中医理论和中草药 来保鲜水果也进行了不少的尝试, 如用天然中草药丁 香、桂皮、花椒、高良姜、虎杖、麝香等的提取液制
2007 年第 5 期
张忠, 等: 生物防治在果蔬采后病害上的应用
此 外 , A rras 也 把 拮 抗 菌 剂 蒙 毕 赤 酵 母 ( Pichia guillerm ondii) 接 种 于 柑 橘 果 实 表 面 , 能 有 效 地 控 制 青霉病, 其抑菌模式除了与占领空间争夺养分, 还与 诱导抗性有关, 因为它可以诱导柑橘伤口组织合成植 保 素 二 甲 基 氧 香 豆 素 ( scoparoe) 和 东 莨 菪 苷 原 ( scopletin) , 从而增强抗病能力[12]。 1.3 利用天然抗病物质
利用灭活的拮抗菌溶液或从拮抗菌中提取的抗生 素, 对果蔬采后病害进行控制。蒋跃明等人[8]对枯草 杆菌培养液的上清液进行高温灭菌, 然后用于控制荔 枝的霜疫霉病, 取得较好的效果。这一方法的优点在 于, 拮抗菌分泌的抗生素制剂比活的拮抗菌制剂更易 保存。 1.2 采后果蔬抗病性的诱导
植物对病菌的侵染有着天然的防御反应, 这些反 应伴随着一系列的生理生化过程。植物在遭到病菌侵 染时, 通常采取以下反应来防御: ①通过体内的木质 素和羟脯氨酸糖的沉积; ②植物抗菌素的积累; ③蛋 白质酶抑制剂和溶菌酶 ( 几丁质酶和脱乙酰几丁质菌 等) 的合成来增强细胞壁的保卫反应[8, 9]。采用生物 和非生物的诱导剂处理也能够刺激这些生物化学过程
人为导入拮抗菌于采后果蔬的病害防治, 是一种 十分有效的方法, 也是目前利用拮抗菌的主要途径。 与在大田进行生物防治相比, 在采后环境应用拮抗菌 防病具有独特而明显的优势: ①果蔬贮藏环境容易控 制, 避免了将生防制剂施于高度变化和难以预测的环 境中, 而这个问题是以前大田生物防治的重要限制因 素; ②范围小而对象明确, 使拮抗菌容易击中目标病 原菌, 可提高防治效率; ③降低了成本。
A bstract: The current application and progress about these w ays of biological control on post-harvest diseases of vegetables and fruits such as antagonistic m icrobe, induced resistance, natural antibody, and gene engineering about resistance are sum m arized in this paper, and it provides us w ith a new thought about green storage and process technique of post-harvest vegetables and fruits. K ey w ords: vegetables and fruits; post-harvestdiseases; biologicalcontrol
果蔬在采摘、运销以及贮藏过程中, 因腐烂而造 成的经济损失是巨大的, 而采后病害是引起其腐烂的 最主要原因。据报道, 发达国家每年有 10%  ̄30% 的 新鲜果品由于采后病害导致腐烂损失, 而在缺乏贮运 冷 链 设 备 的 发 展 中 国 家 , 腐 烂 损 失 率 更 高 达 40%  ̄50% [1]。目前, 控制果蔬采后病害的主要手段是使用 化学杀菌剂, 但化学杀菌剂在果蔬中的残留毒性对人 体健康存在潜在危险, 已成为全社会关心的问题。目 前, 越来越多原先用于果蔬采后处理的化学杀菌剂已 被禁止使用, 如苯莱特和双胍盐等。此外, 杀菌剂长 期在某一地区使用会导致抗药菌株的产生, 从而降低 防治效果, 其结果是, 化学杀菌剂的使用剂量及其化 学残留量大大增加, 对人类健康的威胁也加大。因 此, 迫切需要寻求一些新的、无毒高效的防病技术, 以逐步取代化学杀菌剂在采后果蔬上的使用。借鉴采 前作物病害生物防治的思路, 人们提出了果蔬采后病 害生物防治的设想。
张 忠, 涂 勇, 姚 昕, 余前媛, 张明强
( 西昌学院, 四川 西昌 615013)
摘要: 概述了利用拮抗菌、诱导抗病性、天然抗病物质以及抗病基因工程等生物防治途径在果蔬采后病害控制上的
应用现状及进展, 为研究无公害的果蔬采后保鲜技术提供新思路。
关键词: 果蔬; 采后病害; 生物防治
中图分类号: S476
1 果蔬采后的防病途径
果蔬采后, 病原微生物一般寄生性较弱, 多数是 从果蔬伤口或死组织侵染造成其腐烂变质的。水果和 蔬菜又均属于组织柔嫩多汁, 并含有一定糖分的产
品, 在采摘及储运过程中容易被损伤和变质, 为病原 微 生 物 的 入 侵 创 造 了 条 件 。W ilson 和 W isniew ski[2]在 分析果蔬病害发生特点的基础上, 通过长期研究, 提 出果蔬采后病害生物防治的主要途径为: ①利用拮抗 菌 ( 包 括 拮 抗 细 菌 和 真 菌) 的 拮 抗 作 用 来 控 制 病 原 菌; ②诱导果蔬提高自身的抗病力来抵抗病原菌的侵 染; ③利用植物中有抗菌活性的次生代谢物质; ④利 用基因工程方法导入抗病基因, 培育抗病品种。以上 这些生物防治的方法具有不污染环境、无农药残毒、 不产生抗药性和处理费用低廉等优点, 引起国内外研 究人员的广泛关注。 1.1 利用拮抗菌控制果蔬采后病害
2007 年第 5 期
第 5 期(总第 100 期) 2007 年 5 月
农产品加工·学刊 A cadem ic PeriodicalofFarm Products Processing
文章编号: 1671-9646 (2007 )05-0091-03
N o.5 M ay.
生Fra Baidu bibliotek防治在果蔬采后病害上的应用
C halutz 和 W ilson 发现, 清洗后贮藏的柑橘果 实 比未清洗果实的腐烂快得多。将浓柑橘洗果液进行接 种培养, 培养基中仅出现酵母菌和细菌; 而将洗果液
收稿日期: 2007-03-20 作者简介: 张忠 ( 1968- ) , 男, 四川人, 讲师, 研究方向: 食品分析与检验。
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稀释后培养, 则出现病原性霉菌[3]。这说明柑橘果实 上的酵母菌和细菌自发地抑制了病原菌的生长, 洗果 过程中清洗了附生拮抗菌而使果实易于染病腐烂。迄 今已从苹果和柑橘等果实表面分离出了附生拮抗菌。 如从苹果的果实及叶上分离的枝顶孢菌, 能完全抗御 引起灰霉病的葡萄孢。人们在日常生活中也发现, 用 清水冲洗过的果蔬更易腐烂, 这可能是把果蔬表面存 在某些拮抗菌落冲洗掉的缘故。因此, 利用采前或采 后生物防治措施的目的, 就是使果蔬表面环境有利于 拮抗菌而不利于病原菌生长, 增强其对病原菌的竞争 抑制作用, 从而控制果蔬采后病害。例如, 在苹果表 面 喷 洒 L- 天 冬 酰 胺 , 让 其 促 进 有 益 菌 的 生 长[4]。 另 外 , 喷 洒 2- 脱 氧 葡 萄 糖 可 抑 制 病 原 菌 的 葡 萄 糖 代 谢, 从而控制苹果的青霉病[5]。 1.1.2 人工导入拮抗菌
向果蔬表面人为导入拮抗菌的方法主要有: ①用 含拮抗菌的悬浮液浸渍或喷施果蔬, 这是人工导入的 主要方法; ②采前在花或幼果表面喷施拮抗菌悬浮 液 , 如 用 拮 抗 类 酵 母 真 菌 ( A ureobasidium pullulans) 悬浮液喷施草莓的花, 能显著减少草莓果实采后灰霉 病的发生[6]; ③将拮抗菌混入果蔬涂膜材料中, N usey 等人通过此方法成功地利用枯草杆菌 ( B acillus sub- tilis) 控制了桃的褐腐病[7]。由于这一方法与果蔬采后 涂膜保鲜处理相结合, 因此越来越受到研究者的重 视。 1.1.3 利用拮抗菌分泌的抗生素
的防御反应。近年来, 许多研究都致力于提高植物的 免疫力和诱导产品的抗性, 并以此作为控制果蔬采后 病害的一个重要途径。
大量的基础和应用研究都证明, 可以通过物理和 化学处理来诱导植物的自然防御机能。N igro 预先用 低剂量的紫外线 U V -C 照射葡萄, 然后接种灰霉菌, 能使葡萄的发病率及坏死斑的直径明显减少, 而且经 处理后 24 ̄48 m in 接种病菌比 10 ̄15 m in 后接种病菌 的发病率要低得多 , 表 明 抗 病 性 是 被 诱 导 形 成[10]的 。 此外, Sarig 在接种 R hodotorula stolonifer 前对葡萄果 实进行 O 3 ( 8 m g/m in, 20 m in) 处理, 可有效地控制 病菌的生长和减少果实腐烂, 表明 O3 诱导了抗病性 的 形 成[11]。
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