楊建波，歐陽(yáng)秋飛

（百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院，廣西百色 533000）

杧果（Mangifera indica L.）是重要的熱帶水果之一，以其色、香、味俱佳而被尊為“熱帶果王”。廣西是我國(guó)杧果主要產(chǎn)地之一，而百色右江河谷地區(qū)又是廣西杧果種植最為集中的區(qū)域，有“中國(guó)杧果之鄉(xiāng)”的美稱(chēng)。杧果果實(shí)采后易腐爛，主要由病害引起，給杧果的保鮮及儲(chǔ)運(yùn)帶來(lái)困難，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。但不同杧果品種對(duì)炭疽病、蒂腐病等采后主要病害的抗性存在較大差異。針對(duì)杧果病害病原菌、病害防治、種系抗性多樣性以及抗病響應(yīng)等特定生理代謝過(guò)程的相關(guān)分子生物學(xué)基礎(chǔ)的研究也陸續(xù)開(kāi)展，但也存在一些不足。

1 杧果采后病害的病原菌及其對(duì)采后杧果貯藏保鮮的危害

在嚴(yán)重危害杧果生產(chǎn)的病害中，炭疽病和蒂腐病是影響杧果采后儲(chǔ)運(yùn)及品質(zhì)的主要病害。杧果炭疽病在國(guó)內(nèi)外杧果產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生，可引起貯藏期間的杧果30%～50%腐爛。而作為杧果蒂腐病病原之一的可可球二孢菌B.theobromae廣泛發(fā)生于印度、中國(guó)、菲律賓等杧果種植地[1-3]。杧果炭疽病、蒂腐病等的病原菌多數(shù)在杧果發(fā)育期間侵入，隨采后果實(shí)抗性降低和可利用營(yíng)養(yǎng)物增加，可從潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏顟B(tài)而引起果實(shí)腐爛。許多研究[4-5]相繼證實(shí)杧果果實(shí)普遍存在多種真菌的潛伏侵染現(xiàn)象，真菌種類(lèi)包括有C.gloeosporioides、C.acutatum、Botryodiplodia theobromae Pat.、Diplodia sp.、Alternaria spp.等。而胡美姣等[5]還發(fā)現(xiàn)，我國(guó)不同省區(qū)的杧果帶菌率存在顯著差異。在杧果潛伏侵染真菌中，B.theobromae會(huì)通過(guò)誘導(dǎo)杧果產(chǎn)生大量的1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸而導(dǎo)致杧果內(nèi)源乙烯的快速釋放和果肉的軟化腐爛[6]，是引起杧果蒂腐的優(yōu)勢(shì)病原菌[1]。由此可見(jiàn)，分離、接種采后杧果潛伏性侵染病原菌將有助于研究杧果采后病害發(fā)生過(guò)程和不同杧果品種的抗性差異。

2 杧果采后病害的防治及貯藏保鮮處理

目前杧果采后病害多采用化學(xué)防治，但成本高，污染和化學(xué)殺菌劑抗藥性問(wèn)題也日趨突出[7]。因此，人們迫切需要環(huán)境友好型藥物及方法應(yīng)用于杧果生產(chǎn)。通過(guò)熱處理對(duì)杧果采后病害的防治作用得到肯定[8]，再結(jié)合乙烯吸收劑的處理則可明顯延緩病害發(fā)生和果實(shí)軟化[9]。多種植物的提取物對(duì)杧果采后病原菌有抑制作用[10]，部分提取物對(duì)杧果炭疽病菌的抑制作用顯著優(yōu)于多菌靈[11]。使用茉莉酸甲酯、水楊酸等進(jìn)行采前噴施處理可激活杧果的防御系統(tǒng)，從而增強(qiáng)采后杧果抗性并顯著降低貯藏期病情指數(shù)[12,13]。拮抗微生物對(duì)杧果采后病害的防治作用，則可能在于其產(chǎn)生的抗菌蛋白破壞病菌細(xì)胞膜并干擾病菌物質(zhì)代謝[14]。

3 杧果采后病害抗性品種選育及我國(guó)杧果品種多樣性

目前減少化學(xué)藥劑使用、提高作物本身抗病性的研究越來(lái)越受到人們的重視，其中抗病種質(zhì)資源的篩選、利用及抗病育種是防治作物病害最理想的措施之一。國(guó)外的杧果抗病育種工作很早就已開(kāi)展，并篩選出一些抗病品種，如Mayaguazano、Paris、Fairchild、Tommy Atkins、Manxanillo Zunez等[15]。Ekbote 等[16]用綜合篩選法篩選到Amarpali、Dasehari2個(gè)高抗品種以及其他10個(gè)中抗品種。

而我國(guó)，杧果種質(zhì)資源豐富，引進(jìn)或自育的新品種不斷涌現(xiàn)，分布在百色的栽培品種就有臺(tái)農(nóng)、桂熱芒等約30個(gè)品種，其中不乏抗病的品種。在我國(guó)海南，先前曾篩選到高抗品種LN1以及其他6個(gè)中抗品種[17]。雷新濤等[18]結(jié)合離體葉片抗病性鑒定法和田間調(diào)查法對(duì)杧果種質(zhì)資源炭疽病抗性進(jìn)行初步鑒定，未發(fā)現(xiàn)免疫品種，紫花芒等4個(gè)品種為高抗，臺(tái)農(nóng)一號(hào)等7個(gè)品種為中抗。目前，有項(xiàng)目結(jié)合采收前的田間病害調(diào)查、采后的杧果貯藏試驗(yàn)以及病原菌菌株回接試驗(yàn)等3個(gè)方面的研究，發(fā)現(xiàn)百色地區(qū)主栽的杧果品種中，不同的杧果品種對(duì)采后病害的抗性不等，炭疽病和蒂腐病的發(fā)病時(shí)間和發(fā)病程度都存在較大差異。鑒于杧果抗病性的品種差異和單一品種種植中的高發(fā)病率，可以通過(guò)選擇抗性好的優(yōu)質(zhì)苗木并搭配不同抗性的品種，形成寄主群體遺傳上的異質(zhì)性和多樣性，減少對(duì)病原物的選擇壓力，延緩品種抗性退化[19]。因此，有必要針對(duì)區(qū)域甚至全國(guó)杧果品種結(jié)構(gòu)和不同品種采后病害抗性差異開(kāi)展調(diào)查和評(píng)價(jià)，并引導(dǎo)形成良好的品種結(jié)構(gòu)多樣性。

4 分子生物學(xué)技術(shù)在杧果種系及抗性育種中的應(yīng)用

杧果屬異源多倍體，大多采用實(shí)生繁殖，極易發(fā)生品種變異，因而形成的品種、品系較多。近年來(lái)，RAPD（radom amplified polymorphic DNA）、SSR （simple sequence repeat）、ISSR （inter-simple sequence repeat）、SCoT（start codon targeted polymorphism）等多種分子標(biāo)記技術(shù)已成功應(yīng)用于杧果品種、遺傳關(guān)系、種質(zhì)特性差異等的研究[20,22]。何新華等[23]篩選ISSR引物并建立了廣西23個(gè)杧果品種的DNA指紋圖譜，發(fā)現(xiàn)本地品種之間的親緣關(guān)系較近，且與秋杧、象牙杧、馬切蘇杧和愛(ài)文杧歸為一類(lèi)。余賢美等[24]采用ISSR標(biāo)記技術(shù)研究了來(lái)自海南、云南、廣西的12個(gè)杧果野生居群共265個(gè)個(gè)體的遺傳多樣性及居群遺傳結(jié)構(gòu)，認(rèn)為廣西的3個(gè)居群（那坡、邕寧、平南）優(yōu)先與云南的文山居群聚為一支。

在生物、非生物逆境脅迫研究方面，肖潔凝等[25]利用 SSH（suppression subtractive hybridization）技術(shù)構(gòu)建了正向差異的cDNA文庫(kù)，分離了與杧果子葉切段不定根形成相關(guān)基因的cDNA片段，而羅聰[26]則改良了SCoT分子標(biāo)記技術(shù)并首次應(yīng)用于杧果逆境脅迫差異顯示研究，克隆到四季芒重要開(kāi)花時(shí)間基因，并對(duì)其表達(dá)模式和功能作深入探究。武紅霞[27]通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序?qū)γ⒐ㄉ蘸铣上嚓P(guān)的MYB基因進(jìn)行了篩選和分析。在這些研究中，大量杧果基因，如MGAPDH同源基因[28]、肌動(dòng)蛋白基因MiACT[29]、低分子量熱激蛋白基因MiHSP17.6[30]、類(lèi)黃酮磺基轉(zhuǎn)移酶基因[31]、Rab蛋白基因MiRab11[32]、GDP 解離抑制蛋白基因 MiRab-GDI[33]、查爾酮合成酶基因CHS1[34]等，陸續(xù)被克隆并進(jìn)行生物信息學(xué)分析和功能驗(yàn)證。

而植物體內(nèi)蛋白質(zhì)作為基因表達(dá)的產(chǎn)物，當(dāng)受到病原菌侵害時(shí)，其表達(dá)的變化能夠完成信號(hào)的感應(yīng)、傳遞和進(jìn)一步的應(yīng)激反應(yīng)，并呈現(xiàn)時(shí)空性和可調(diào)性[35]。楊麗濤等[36]應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法研究了不同抗性葡萄品種在接種病原菌Xylella fastidiiosa的蛋白質(zhì)表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)有發(fā)病相關(guān)蛋白、推測(cè)成熟相關(guān)蛋白等10種蛋白質(zhì)在不同時(shí)間點(diǎn)差異表達(dá)，認(rèn)為葡萄對(duì)病原菌Xylella fastidiiosa接種的差異應(yīng)答取決于基因型和組織發(fā)育階段。盡管植物與病原菌等微生物互作的蛋白質(zhì)組學(xué)研究在葡萄、甘蔗等植物上均已取得了一些進(jìn)展[36,37]，但杧果的蛋白質(zhì)組學(xué)研究很少，從分子水平探究杧果響應(yīng)采后主要病害的分子基礎(chǔ)以及不同杧果品種抗病性差異的內(nèi)在機(jī)理更未見(jiàn)報(bào)道。在杧果基因組尚未測(cè)序的情況下，Renuse等[38]通過(guò)對(duì)杧果ESTs、同源蛋白等數(shù)據(jù)的檢索和de novo測(cè)序比對(duì)的方法，成功鑒定杧果葉片蛋白質(zhì)組中的1001個(gè)多肽分子并匹配到538種蛋白質(zhì)，成為首個(gè)關(guān)于杧果蛋白質(zhì)組的高通量研究報(bào)道。鄭斌等[39]基于芒果果實(shí)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果，共鑒定出轉(zhuǎn)錄因子MYB家族蛋白71個(gè)并作進(jìn)一步分析。在借鑒其高通量蛋白質(zhì)鑒定方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究杧果果實(shí)在與潛伏侵染病原微生物相互作用下的分子表達(dá)差異，有利于闡明杧果的抗病機(jī)制和潛伏侵染病原微生物的致病機(jī)理，有助于探究通過(guò)調(diào)控抗病相關(guān)代謝過(guò)程來(lái)提高植物的抗病性，進(jìn)而為相關(guān)分子育種研究提供理論基礎(chǔ)。

綜上所述，針對(duì)杧果主要病害的病原菌、綜合防治方法以及不同抗性種質(zhì)資源的遺傳多樣性、抗性種質(zhì)篩選等研究工作已相對(duì)深入，但對(duì)地域內(nèi)或者全國(guó)范圍內(nèi)的不同杧果品種，特別是主要杧果栽培品種病害應(yīng)答以及差異應(yīng)答的分子機(jī)理少有研究，有必要通過(guò)轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)探究杧果應(yīng)答采后病害病原菌的分子基礎(chǔ)以及不同杧果品種差異應(yīng)答的分子機(jī)制，進(jìn)一步挖掘抗性相關(guān)功能基因資源，以此為杧果抗病機(jī)理研究、抗病杧果品種選育和杧果采后貯藏保鮮等打下基礎(chǔ)。