摘要:柑橘采后真菌病害发生普遍,对柑橘产业造成了极大的威胁。柑橘体内存在丰富的真菌类群,为了了解柑橘成熟和衰老过程中果实内生真菌的多样性和变化动态,本论文通过MiSeq技术解读真菌ITS区域序列,分别对生长期、成熟期和贮藏期的晚蜜一号果实的果皮和果肉的内生真菌种类进行了分析。
发现相比于果肉,果皮中真菌在目和属水平的多样性更为丰富,而成熟期果肉中真菌种类多于果皮。不同生长阶段的两种组织中优势的真菌属也不同,果皮在生长期以Medi-copsis和刺盘孢属(Colletotrichum)占 优势,成熟期为刺盘孢属,贮藏期以葡萄孢属(Botrytis)、Erythrobasidium和Stre-litziana较为常见;而果肉中生长期主要为青霉属(Penicillium)和枝孢菌属(Cladosporium),约占1/4,成熟期半数以上为葡萄孢属,及至贮藏期约90%为链格孢属(Alternaria)和青霉属,其中链格孢属约占2/3。
常见植物病原真菌如枝孢菌属(Cladosporium)、巨座壳属(Magnaporthe)、核盘菌属(Sclerotinia)、葡萄孢属(Botrytis)、白粉菌属(Erysiphe)、青霉属(Peni-cillium)、链格孢属(Alternaria)和镰孢霉属(Fusarium)等在果肉中的数量高于果皮。果肉中存在较大数量的常见植物病原真菌,不同属真菌在不同样品中呈不同的变化动态,暗示采后病变是多种真菌交互作用的结果,采后病害的防治可以提前至开花期。
结论:通过ITS序列的高通量测序对柑橘果皮和果肉中在生长期、成熟期和贮藏期的真菌进行了测定。在OTU注释统计中发现,在生长期和贮藏期,果皮中真菌种类明显高于果肉中真菌的含量,而在成熟期果皮中真菌种类略低于果肉中。
在3个阶段的果皮中,生长期真菌种类明显高于成熟期和贮藏期。在果肉的3个阶段中,成熟期的真菌种类含量明显高于生长期和贮藏期。生长期和贮藏期的真菌种类的含量差别可能与果皮可以直接接触外界环境有关。成熟期果肉中大量的营养物质形成,营养物种类、水分和pH等的变化有利于各种微生物的活动,导致果肉中不同种类微生物的繁殖。
通过OTU注释及聚类分析和动态分析发现,在贮藏期果肉中青霉属、酵母、链格孢属和镰孢霉属真菌特异性积累,在成熟期果肉中以葡萄孢属等其他作物病原菌特异性积累。在果肉中成熟期葡萄孢属等真菌大量存在,而在果皮中是在贮藏期存在,这可能与成熟期果肉中大量的营养物质使不同种类的真菌繁殖积累,而这些病原菌在后期向果皮中生长所致;此外,我们发现枝孢菌属在果肉生长和成熟期都大量存在,可能与果肉的腐烂也存在一定关系。
通常认为柑橘采后青霉、绿霉病主要自伤口侵染,我们发现在生长期和贮藏期,果肉中青霉属真菌数量远远高于同期的果皮,似乎暗示柑橘采后青霉病的发生也有可能源自于花期侵入、生长期间即在果肉中潜伏的青霉菌。因此生产中将青绿霉的防治提前至柑橘开花期进行应该会取得较好的效果。
刺盘孢属、镰孢霉属、枝孢菌属、链格孢属、茎点霉属、核盘菌和灰葡萄孢等常见植物病原真菌类群在青脆枝、拟南芥、*花白芨、圣罗勒、小麦等植物中同时也是常见的内生真菌,它们或在寄主磷胁迫时帮助寄主植物转运磷营养;或在寄主受到胁迫或成熟衰老时会对寄主造成明显危害;
濒危植物青脆枝全株含有抗癌成分喜树碱,而内生菌Colletotrichumfructicola和Corynesporacassiicola体外混合液体发酵也可以大量产生喜树碱,表明内生菌对植物次生代谢产物的积累具有一定的作用。但多数真菌对寄主的影响尚未可知。
在成熟期的果肉中,我们检测到巨座壳属、核盘菌属、白粉菌属、葡萄孢属、拟盘多毛孢属和曲霉属等类群,尤其是葡萄孢属真菌占成熟期果肉中真菌数量的1/3,链隔孢属真菌占成熟期果肉中真菌数量的1/2,均为占 优势的真菌种群,它们或为潜伏侵染的病原菌,或为内生菌。
它们及其他检测到的柑橘果实内的真菌在果肉中的存活状态、对果实成熟的影响、对果实风味的形成和对果实内真菌种类的平衡的作用等均值得进一步深入研究,从中或许也可以获得一些对柑橘采后病害具有防治作用的生防菌株,木霉菌和隔孢伏革菌属在生长期果皮中富集是重要的线索。
柑橘采后病害随着成熟与衰老逐渐加重,此现象与衰老的生理变化相关,而生理变化同时也将影响果实内微生物种类的变化及动态平衡,共同影响病害的发生。因此研究果实内微生物之间的相互关系将会为柑橘采后病害的发生和防治提供理论指导
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