第五章 果蔬采后病理
第一节 果蔬采后的主要寄生病害
第二节 寄主植物的病害生理
第三节 病原酶在病害发生中的作用
第四节 果蔬采后病害侵染的方式
果树和蔬菜在其生长过程中会遇到各种各
样的微生物的危害,但这些微生物大多数不能
侵入活细胞和紧密的植物组织。大约有 25种真
菌和细菌有侵染采后果蔬产品的能力。而每一
种水果或蔬菜仅受少数几种真菌和细菌的侵染
。例如指状青霉 (Penicillium digitaturn Sate,)可
引起柑桔果实绿霉病,但在苹果和梨果实上不
造成病害,扩展青霉侵害苹果和梨,但不为害
柑桔果实。
作为活的有机体, 寄主和病原都具有
彼此相互作用的能力 。 但是由于高等植物
和微生物细胞的生理差异, 它们对某种刺
激物的反应存在很大差异 。 例如, 乙烯加
速许多果实组织衰老, 使其对病原微生物
侵袭的抗性降低, 而这种激素对多数病原
微生物却没有什么影响 。
某些果蔬的一些化学成分可引起某种
病原菌的感染,另一些化学物质则抑制病
原在寄主体内生长。侵袭的病原可能诱发
寄主产生对病原自身有毒的物质,起到保
护作用。
一些寄主 —— 病原的相互作用促进了发
病过程,而另一些相互关系则阻碍和防止
了这 — 过程。
第一节 果蔬采后的主要寄生病害
一, 真菌病害
果蔬采后的严重腐烂大部分是由真菌
病原引起 。 常见病只有几个属, 大部分为
弱寄生, 只有个别属或种寄生能力较强 。
(一 )链格孢属 (Alternaria)
(二 )葡萄孢属 (Botrytis)
葡萄孢造成水果和蔬菜田间及采后的, 灰霉, 或
灰色霉腐病,没有一种新鲜果蔬在贮藏期间不被
葡萄孢所侵害。 返回
(三 ) 镰刀菌属 (Fusarium)
镰刀菌属在果蔬和观赏植物上引起采后粉红色或
黄色, 白色霉变, 尤其是根茎类, 鳞茎类, 块茎类;
而果实类如黄瓜, 甜瓜, 番茄也常常受害 。
(四 )地霉属 (Geotrichum)
地霉造成柑桔, 番茄, 胡萝卜和其他果蔬的, 酸
腐, 病 。
(五 )青霉属 (Penicillum)
青 霉 属 的 不 同 种 造 成 青 霉 病 ( P,italicum
Wehmer)和绿霉病 (P,digitatum Sacc,),这是最普
遍的采后病害, 侵害所有类型的柑桔, 苹果, 梨, 葡
萄, 甜瓜, 无花果, 甘薯及其它果蔬 。
二, 细菌病害
最主要的是欧文氏杆菌属 (Erwina),其次
是假单胞杆菌属 (Pseudomcn)。 欧文氏杆菌侵
染大白菜, 甘盘, 生莱, 萝卜等十字花科蔬菜,
引起软腐病 。 马铃薯, 番茄, 甜椒, 大葱, 洋
葱, 胡萝卜, 芹菜, 莴苣, 甜瓜, 豆类等也被
侵害 。
第二节 寄主植物的病害生理
(一 )感病植物组织呼吸强度的变化 受到病原微
生物侵染的植物组织, 其呼吸强度增高是一个普遍
反应 。
感病植物组织呼吸强度增高的原因有以下
几点,
(1)感病组织发生解偶联作用, 用解偶联剂 DNP(二
硝基苯酚 )处理健康植物组织, 呼吸上升, 但氧化
与磷酸化不偶联, 无机磷增加, 感病植物组织用
DNP处理呼吸变得不敏感 。 因此, 推测感病组织发
生了氧化磷酸化解偶联作用, 返回
(2)感病组织合成过程加强, 如蛋白质, 核酸, 碳
水化合物, 芳香族化合物的合成均使 ATP消耗增
加, 积累 ADP和无机磷, 必然促进呼吸自动催化
过程 。
? (3)病原物侵染植物组织也是一种机械损伤。
? (4)病原物诱导植物组织增加乙烯释放,有些病
原菌如绿青霉也能产生乙烯。受黑根霉侵染的甜
瓜果实的 CO2释放与乙烯释放同步增长。
(二 )呼吸代谢途径的变化
1,发酵作用加强
受真菌病原侵染的植物组织在呼吸强度增加的
同时,,巴斯德效应, 消失, 也就是感病植物组织
由无氧条件移至有氧条件时, 发酵作用并未受到抑
制, 对呼吸底物的消耗增多, 但不能将糖全部分解
成 CO2和水发生有氧发酵, 而产生乙醇 。
2.磷酸戊糖途径加强
抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、过氧化物酶在
健康植物组织的呼吸代谢过程中,虽然不能算作末
端氧化酶,但是,在崩溃组织中明显活化,使感病
组织耗氧量增加,在抵抗专性寄生物侵染的过敏性
反应中起着主要作用。
(三 )呼吸作用的变化与寄主的抗病性
早期研究认为植物呼吸与抗病性有关, 在病
原侵染和不良环境条件的影响下, 呼吸增强, 其
生理作用可能是,
1,活泼的氧化系统 能保持代谢过程的氧化
与还原相对平衡, 使呼吸底物最终分解成 CO2和水
,不累积氧化不完全的有害代谢产物 。
2,激活的氧化系统 有利于分解病原物分泌
的毒素, 从而抑制或阻止侵染过程,
3,激活的氧化过程 有利于合成作用和新细
胞的形成, 加速被破坏组织的恢复 。
次生代谢物质
因病原物的侵染而在植物组织内产生并累积
的, 具有抑菌活性的次生代谢物质称为植物保卫素
(phytoalexin)。 植物保卫素 。 属于下列化学物质,
(一 )酚类 (phenolics)
1,简单酚 (simple pheno1s)如绿原酸;
2,黄酮类 (flavonoid)如根皮素;
3,香豆素 (coumarin)
(二 )多聚乙炔 (polyacetylene)
(三 )异戊二烯 (isoprene)
1,萜类 (terpeneid)如甘薯酮 (impeaniarone)
2,类固醇 (steroid)如茄碱 (selanin)
第三节 病原酶在病害发生中的作用
植物细胞壁主要由果胶, 纤维素, 半纤维素
组成, 病原微生物必须产生分泌降解细胞壁的酶
克服寄主组织的屏障, 才能进入寄主组织内部,
(一 )果胶酶
分解中胶层的果胶由两种类型的果胶酶来完成,
果胶裂解酶, 内果胶溶菌酶,外果胶溶菌酶
果胶酸裂解酶, 多聚半乳醛酸酶
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(二 )半纤维素酶
病原菌分泌果胶酶分解细胞中胶层后的初生壁,
初生壁主要是半纤维素, 其组成为多缩木糖和阿拉
伯糖等多缩戊糖和多缩己糖的混合物 。 半纤维素酶
可分为三种,
(1)内木聚糖酶, 水解多聚木糖的 1,4键, 形成低
聚体 ;
(2)外木聚糖酶, 形成木二糖 ;
(3)木聚糖苷酶, 将木二糖裂解成木糖,
(三 )纤维素酶
大多数情况下, 酶一基质的相互作用关系与其溶
解性有关, 因为纤维素是不溶于水的多聚体, 降解相
当困难 。 纤维素聚合体必须降解到七个葡萄糖残基以
下, 才能成为溶解状态 。
(四 )蛋白质分解酶
高等植物细胞壁中存在一种富含羟脯氨酸的糖蛋
白,称为伸展素 (Extonsin),其含量约占细胞壁干重的
10%,具有加固细胞壁的作用,作为衬质填充在纤维
素骨架的间隙中,它与防御病菌的侵染有关。
(五 )角质酶
具有 1— 3个羟基的大分子聚合体为低聚体和单体。
二, 病原酶与寄主的相互作用
(一 )病原酶对寄主组织的侵解作用
病原微生物产生果胶酶是寄主细胞壁降解的
关键因素, 其次是半纤维素酶和纤维素酶, 蛋白
质分解酶的和磷脂酶资料较少 。 有关分解角质,
木栓, 木质素的病原酶最近才开始报道 。 内果胶
酶引起细胞壁的中胶层的不溶性果胶解体, 导致
组织失去粘性并分离为单个细胞, 这过程称为
,侵解, 。 侵解组织渗透性增高, 寄主代谢物可
作为病原生长底物向外扩放, 引起细胞死亡 。
(二 )寄主组织对病原酶的抗性
新鲜果蔬组织致密, 原果胶不溶性是由于分
子量高, 它的长链通过中性多糖的桥键或蛋白质
固定在细胞壁的纤维素上, 这种不溶性状态的中
胶层可抵抗病原微生物分泌的果胶酶水解作用 。
这种交连的果胶细胞壁是未成熟苹果抗病性的重
要原因 。 随着果蔬成熟, 不溶性果胶和蛋白质减
少, 可溶性增加, 果胶物质固定在细胞壁上的桥
键破裂, 组织变软 。
(三 )寄主形态障碍对病原生长的限制
受伤植物组织可以形成保护性屏障, 如木质
素和木栓质沉积在伤口周围的细胞壁上以防微生
物分泌果胶酶作用 。 马铃薯的皮孔通常被一层木
栓质表皮所阻塞, 可防止软腐细菌进入块茎的皮
层, 无论是机械损伤或自由水浸润下层细胞增殖,
造成这一层表皮层破裂, 都是引起皮孔易感软腐
细菌的重要原因 。 未成熟的苹果的皮孔也存在类
似情况 。
第四节 果蔬采后病害侵染的方式
为了有效地控制果蔬采后病害的发展, 必须
了解病原物开始侵染的时间和机理 。 在市场上和
贮藏期间所观察到的真菌和细菌病害, 按侵染时
间顺序可以分为:采前在田间生长发育期间的感
染, 在收获, 运输期间通过伤口所造成的感染以
及不利的贮藏条件引起的生理损伤所造成的感染 。
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(一 )采前侵染
1,直接穿透 病原物在寄主体外直接穿透表
皮细胞
2,自然孔道侵染 果蔬植物体表的自然开孔包
括气孔, 皮孔 。 大多数真菌和细菌都可通过自然开
孔侵入植物组织,
(二 )采收期间和采后侵染
果蔬采后侵染的大部分病害是从表皮的
机械损伤和生理损伤组织侵入 。 在采收, 分
段, 包装, 运输过程中虽尽量注意仔细操作,
但果实和蔬菜的机械损伤还是不可避免 。
二, 潜伏侵染
(一 )潜伏侵染的概念
一些病原物的侵染, 尤其是生长早期开
始的侵染, 由于寄主组织的抵抗, 病原物在
寄主组织内受抑制而潜伏, 暂不显示症状 。
收获后随着果蔬的成熟或衰老, 逐渐丧失其
抗性, 病原恢复生长, 在寄主表面产生有活
力的腐坏病痕 。 这种病原侵入寄主不即刻发
病, 而是潜伏至某一时期后才表现症状的现
象称为 潜伏侵染或静止侵染 。
影响潜伏侵染的寄主因素
1.寄主成分对病菌生长的抑制作用
2.寄主成分对病菌的刺激作用