
摘要: 柑橘中收获后真菌病害的流行对柑橘产业构成巨大威胁。为了了解柑橘成熟和陈酿过程中果实内生真菌的多样性和动态,本文采用Mi Seq技术解读了真菌的区域序列,并分别分析了晚蜜1号果实果皮和果肉在生长期、成熟期和贮藏期的内生真菌种类。
研究发现,果皮中真菌在目和属水平上的多样性比果肉中更丰富,成熟果实果肉中的真菌种类多于果皮中的真菌种类。两个组织中不同生长阶段的显性真菌属也不同,生长期果皮在Medi-copsis和Colletotrichum中绝对占主导地位,成熟期的Spingyopteria属和葡萄属(Botrytis),Erythrobasidium和Str-litziana在储存期间更常见;果肉的生长期主要是青霉菌和霉菌(Cladosporium),约占1/4,成熟期的一半以上是葡萄孢子,其中约90%是陈柏和青霉菌,其中链球菌约占2/3。
常见的植物致病真菌,如枝孢子虫,Magnaporthe,Sclerotinia,Botrytis,Powdery Mildew,Erysiphe,Peni-cillium,Alternaria和Fusarium在果肉中比在果皮中更丰富。果肉中常见的植物病原真菌数量众多,不同种类的真菌在不同样品中表现出不同的动态,说明采后病变是多种真菌相互作用的结果,采后病害的防治可推进到开花期。
结论:通过对柑橘皮的序列进行高通量测序,测定了柑橘皮真菌的成熟和储存阶段。在OTU注释统计中,发现果皮中的真菌种类在生长期和贮藏期显著高于果肉中真菌的含量,而成熟期果皮中的真菌种类略低于果肉中。
在果皮的3个阶段, 生长阶段真菌物种显著高于成熟期和贮藏期。在纸浆的3个阶段,成熟期真菌物种的含量显著高于生长期和贮藏期。在生长和储存阶段真菌物种含量的差异可能与果皮直接暴露于外部环境有关。果实果肉在成熟期形成大量养分,营养物质的种类、水分和pH值的变化有利于各种微生物的活性,导致果肉中不同类型微生物的繁殖。
通过OTU注释和聚类分析动态分析发现,青霉菌、酵母菌、链球菌和镰刀菌在贮藏过程中特异性地积累在果肉中,葡萄孢子等其他作物病原菌在成熟期特异性地积累在果肉中。在果肉中,葡萄孢子等真菌大量存在,而在果皮中则在贮藏期存在,这可能与成熟期果肉中不同种类真菌的积累有关,这些病原菌在后期生长到果皮中;此外,我们发现该属在纸浆生长和成熟方面都很丰富,这可能也与纸浆的腐烂有关。
一般认为,柑橘采后青霉病和绿霉病主要从伤口感染,我们发现在生长期和贮藏期,果肉中青霉菌的数量远高于同期果皮,这似乎暗示柑橘采后青霉病的发生也可能源于开花期的侵袭和青霉菌的侵袭在生长期间潜伏在纸浆中。因此,生产中对绿色霉菌的控制应提前进行,到柑橘开花期应取得较好的效果。
常见的植物病原真菌分类群,如棘鳞鳞毛蕨、镰刀菌、真菌、链霉菌、球茎、核和灰葡萄球菌,也是植物中常见的内生真菌,如鳞翅目、拟南芥、黄果、圣罗勒、小麦等,并可能有助于寄主植物在宿主磷胁迫期间转移磷养分;或对宿主造成明显伤害,当宿主被胁迫或成熟和老化时;
濒危植物的整株植物中含有抗癌成分喜树碱,而内生菌Colletotrichum fructicola和Corynesporacassiicola在体外发酵也能产生大量的喜树碱,说明内生菌对植物次生代谢物的积累有一定的影响。然而,大多数真菌对宿主的影响尚不清楚。
在成熟期果肉中,我们检测到大叶植物、细胞核、白粉病、葡萄球菌、假盘孢子菌和曲霉菌,特别是葡萄球菌真菌占成熟果肉中真菌数量的1/3,链孢菌占成熟期果肉中真菌数量的1/2, 所有这些都是绝对占主导地位的真菌种群,它们要么是潜伏感染的病原体,要么是内生细菌。
它们和其他检测到的柑橘类水果在果肉中的生存状态,对果实成熟的影响,果实风味的形成和果实中真菌物种的平衡值得进一步研究,从中还可以获得一些对柑橘收获后疾病具有预防作用的生物防治菌株, 生长期皮中毛滴虫和V.属的富集是一个重要线索。
柑橘的收获后病害随着成熟和衰老逐渐增加,这与衰老的生理变化有关,生理变化也会影响微生物种类的变化和果实的动态平衡,这将共同影响疾病的发生。因此,研究水果中微生物之间的相互关系将为柑橘收获后病害的发生和控制提供理论指导。
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