CN104054820B - 用于诱导果实抗性控制病害的制剂及相应的诱导法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于诱导果实抗性控制病害的制剂：是质量浓度为0.01～1％的β‑葡聚糖溶液。本发明还同时公开了利用上述制剂诱导果实抗性控制病害的方法：将果实置于质量浓度为0.01～1％的β‑葡聚糖溶液中浸泡后；于温度为25℃/4℃，湿度为90％条件下，诱导处理24小时。本发明是一种不使用化学杀菌剂的条件下，采用化学激发子抑制果实采后病害的保鲜技术。

Description

用于诱导果实抗性控制病害的制剂及相应的诱导法

技术领域

本发明涉及果实采后病害防治技术领域，更具体的是一种通过β-葡聚糖诱导果实抗性的生物保鲜技术。

背景技术

水果在采后由于腐烂而导致的损失非常巨大，据资料显示，我国每年果蔬腐烂超过8000万吨，损失率高达30％，造成的经济损失达千亿元。病原真菌侵染是造成梨果实采后腐烂的主要原因，如Penicillium expansum侵染造成的青霉病，不仅导致水果在数量上的严重损失，而且P.expansum分泌的棒曲霉素会引起严重的食品安全问题。

目前，化学杀菌剂仍然是控制水果采后病害的主要措施。中国发明专利(申请号200910028802.2，《柑橘保鲜剂》)提供了可控制柑橘病害的多种化学杀菌剂，包括甲基托布津，多菌灵。中国发明专利(申请号200910028804.1，《柑橘长效保鲜剂》)提供了可控制柑橘病害的化学杀菌剂，包括2,4-D钠盐，托布津。中国发明专利(申请号201110209305.X，《一种柑橘保鲜剂及其制备方法、应用》)提供了可控制柑橘病害的多种化学杀菌剂，包括醚菌酯、唑菌胺脂、肟菌酯、烯肟菌酯等。然而，化学杀菌剂具有一定的毒副作用，其残留问题日益严重，容易对人体健康及环境安全产生严重的危害；同时会导致病原微生物耐药性的产生，从而影响病害防治效果。因此，寻找新型的、安全有效的病害控制方法来代替杀菌剂日益成为人们关注的焦点。

植物在长期进化过程中形成了多种保护机制对抗微生物的侵染，其中包括诱导抗性，经外源因子诱导后可以表现出来，从而对多种病原微生物形成抗病性。大量研究表明许多生物、物理和化学激发子都能诱导果实采后抗性，如热处理、紫外线、钙处理、植物天然抑菌物质、生物防腐剂等。其中，化学激发子生产、运输、储藏方便，成本低，诱导操作简单，效果稳定，应用较为广泛。中国发明专利(申请号200580006760.2，在植物中诱导抗性的混合物和方法)提供了一种使用了两种或者多种化合物，包括水杨酸、促进性化合物、调节性化合物，通过刺激植物天然防御系统，增强植物诱导抗性抑制病原菌的侵染的方法。中国发明专利(申请号201010118266.8，利用提高植物免疫力防治植物病毒害的方法及其用途)提供了一种使用了多种化合物诱导植物免疫系统使植物产生对植物病毒抗性用于植物保护的方法。中国发明专利(申请号200810140359.3，一种果蔬保鲜剂及其制备与应用)提供了一种通过以牛蒡低聚糖为主要成分的混合物诱导果蔬系统获得抗性的方法。

β-葡聚糖属于细胞壁结构多糖，是构成酵母细胞壁的主要成分，占细胞壁干重的35-60％，其主要生理功能是维持细胞壁的机械结构，保持细胞正常的生理形态。目前已有报道β-葡聚糖具有增强免疫功能，抗肿瘤，抗氧化和辐射，降低胆固醇和血脂等生理活性，也能刺激植物抗性相关基因的表达。中国发明专利(申请号01114983.3，一种抗缺血与再灌注损伤药物)提供了一种以β-1,3-葡聚糖为有效成分的抗缺血与再灌注损伤药物及其用途。中国发明专利(申请号201210516557.1，一种提高免疫力、降血脂的保健食品及其制备方法)公开了一种含有酵母β-葡聚糖的具有提高免疫力、降血脂作用的保健食品。中国发明专利(申请号201080053351.9，高酸饮料产品和延长益生菌稳定性的方法)公开了包含至少一种果汁、至少一种甜味剂、益生菌和β-葡聚糖的饮料产品，其中β-葡聚糖可以增加该产品的贮存期限。中国发明授权专利《一种降低胆固醇抗病毒饲料添加剂及其生产工艺和应用》，公开号CN101637220，公开了一种含β-葡聚糖的降低胆固醇抗病毒饲料添加剂及其生产工艺和应用。中国发明专利(申请号200410020099.8，含有酵母细胞提取物的植物抗病诱导剂)公开了一种含有酵母细胞提取物的植物抗病诱导剂，其主要成分为β-1,3-葡聚糖，是一种抗病谱广、持效期长、安全无污染，颇具应用潜力的植物抗病诱导剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不使用化学杀菌剂的条件下，采用化学激发子抑制果实采后病害的保鲜技术。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于诱导果实抗性控制病害的制剂，是质量浓度(质量分数)为0.01～1％的β-葡聚糖溶液(水溶液)。

一般而言，可根据具体果实和品种以及储藏条件的不同可以进行必要的调整。具体为：当果实为梨时，最适浓度为0.01～0.1％；当果实为柑橘时，最适浓度为0.1％。

本发明还同时提供了利用上述制剂诱导果实抗性控制病害的方法：将果实置于质量浓度(质量分数)为0.01～1％的β-葡聚糖溶液中浸泡(浸泡时间一般为10～20分钟)后；于温度为25℃，湿度(相对湿度)为90％条件下，诱导处理24小时。

作为本发明的诱导果实抗性控制病害的方法的改进：β-葡聚糖溶液的质量浓度为0.1％。

本发明还同时提供了另一种利用上述制剂诱导果实抗性控制病害的方法：将果实置于质量浓度(质量分数)为0.01～1％的β-葡聚糖溶液中浸泡(浸泡时间一般为10～20分钟)后；于温度为4℃，湿度(相对湿度)为90％条件下，诱导处理24小时。

作为本发明的诱导果实抗性控制病害的方法的改进：β-葡聚糖溶液的质量浓度为0.1％。

在本发明中，病原菌是指扩展青霉(Penicillium expansum)、指状青霉(Penicillium digitatum)等。

本发明是通过β-葡聚糖诱导果实抗性的生物保鲜技术。

本发明的优点是：(1)本发明中的β-葡聚糖资源丰富、成本低廉、性价比高，容易生产、运输，具有生物可降解性；(2)诱导抗性是植物受病虫害侵染后产生的一种自然反应，可以对病虫害产生持久和系统的广谱抗性；(3)能显著降低果实的采后病害，对环境和人体健康无任何毒害作用，具有经济实用、安全高效、环境友好等特点，具有良好的社会效益和生态效益。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是室温下β-葡聚糖不同诱导浓度对梨果实青霉病抗性的影响对比图；

其中图(a)为伤口处理发病率，图(b)为伤口处理病斑直径。

图2是室温下β-葡聚糖不同诱导浓度对柑橘果实绿霉病抗性的影响对比图；

其中图(a)为发病率，图(b)为病斑直径。

图3是室温下β-葡聚糖整果处理对梨果实青霉病抗性的影响对比图；

其中图(a)为发病率，图(b)为病斑直径。

图4是冷藏条件下β-葡聚糖整果处理对梨果实青霉病抗性的影响对比图；

其中图(a)为发病率，图(b)为病斑直径。

具体实施方式

实验1β-葡聚糖不同诱导浓度对梨果实青霉病抗性的影响

1、实验材料：

果实为梨，品种为水晶梨。

病原菌：扩展青霉(Penicillium expansum)，25℃活化7天备用。

2、处理：

(1)水果预处理：选取外观整齐、无病虫害、无机械损伤的果实，先用自来水清洗，然后再浸入0.1％(质量％)的次氯酸钠溶液中消毒2分钟，取出，再用自来水冲洗干净，洗去残余次氯酸钠，晾干备用。

(2)用消过毒的打孔器在每个果实的表面形成统一大小(5mm)和尽可能相同的深度(2mm)的伤口6个。每个伤口处分别加入等量(50μL)质量浓度0.01％、0.1％、0.2％、0.5％、1％的β-葡聚糖溶液(水溶液)，在25℃恒温、湿度(相对湿度)为90％的恒湿条件下诱导24小时，以加入等量的无菌水作为对照。

(3)在伤口处接入1×10⁴spores/ml扩展青霉Penicillium expansum菌悬液30μL，处理完毕后在常温下(25℃)贮藏，并用PE塑料膜密封作保湿处理，定时后观察并记录结果，对不同浓度β-葡聚糖的效力进行比较，结果以平均发病率(％)和平均病斑直径(mm)表示。选取9个果为一组重复，3个重复，实验重复两次，以相同结果为准。

β-葡聚糖不同诱导浓度对梨果实青霉病抗性的影响如图1所示。

3、结果：

如图1所示，各浓度处理组与对照组相比，梨果实青霉病的发病情况均明显减弱，其中以浓度为0.01％和0.1％的处理组效果最为明显。在接入病原菌后第3天，0.01～1％的β-葡聚糖可以完全抑制梨果实青霉病害的发生。在接入病原菌后第5天，对照组发病率已达到72.2％，而此时0.01％和0.1％β-葡聚糖处理组的发病率仅为22.2％，均比对照组降低了50％；在病斑直径上，0.01％和0.1％处理组病斑直径分别为3.1mm和2.5mm，相比对照组的12.5mm分别减少了9.4mm和10mm，抑制效果明显，有效地减缓了青霉病的发生和发展。

因此，本发明0.01～0.1％的β-葡聚糖是诱导梨果实抗性的最适处理浓度。

实验2β-葡聚糖不同诱导浓度对柑橘果实绿霉病抗性的影响

1、实验材料：

果实为柑橘，品种为中晚熟宫川蜜橘，产地为浙江省淳安县塔山乡里商村。

病原菌：指状青霉(Penicillium digitatum)，25℃活化7天备用。

2、处理：

(1)水果预处理：选取外观整齐、无病虫害、无机械损伤的果实，先用自来水清洗，然后再浸入0.1％的次氯酸钠溶液中消毒2分钟，取出，再用自来水冲洗干净，洗去残余次氯酸钠，晾干备用。

(2)用消过毒的打孔器在每个果实的表面形成统一大小(5mm)和尽可能相同的深度(2mm)的伤口4个。每个伤口处分别加入等量(30μL)质量浓度为0.1％、0.5％、1％的β-葡聚糖溶液，在25℃恒温、湿度(相对湿度)为90％的恒湿条件下诱导24小时，以加入等量的无菌水作为对照。

(3)在伤口处接入5×10⁴spores/ml指状青霉Penicillium digitatum菌悬液20μL，处理完毕后在常温下(25℃)贮藏，并用PE塑料膜密封作保湿处理，定时后观察并记录结果，对不同浓度β-葡聚糖的效力进行比较，结果以平均发病率(％)和平均病斑直径(mm)表示。选取9个果为一组重复，3个重复，实验重复两次，以相同结果为准。

β-葡聚糖不同诱导浓度对柑橘果实绿霉病抗性的影响如图2所示。

3、结果：

如图2所示(检测时间为第4天)，β-葡聚糖在高浓度0.5％和1％时，可以降低柑橘果实的绿霉病发生率，但在病害程度上的抑制效果不佳，平均病斑直径仍较高；当浓度下降到0.1％时，可以明显降低病害的发生率(24.3％)，相比对照处理的49.9％，发病率降低了25.6％，而且病斑直径也减小了一半以上，有效的抑制了柑橘果实的绿霉病害。

因此，本发明0.1％的β-葡聚糖是诱导柑橘果实抗性的最适处理浓度。

实验3、β-葡聚糖整果处理对梨果实青霉病抗性的影响

1、实验材料：

果实为梨，品种为水晶梨。

病原菌：扩展青霉(Penicillium expansum)，25℃活化7天备用。

2、处理：

(1)水果预处理：选取外观整齐、无病虫害、无机械损伤的果实，先用自来水清洗，然后再浸入0.1％(质量％)的次氯酸钠溶液中消毒2分钟，取出，再用自来水冲洗干净，洗去残余次氯酸钠，晾干备用。

(2)将梨果实分别置于质量浓度0.1％、0.2％、0.5％的β-葡聚糖溶液中浸泡10分钟，取出自然晾干，以无菌水作为对照，在25℃恒温、恒湿(90％的相对湿度)条件下诱导24小时，用消过毒的打孔器在每个果实的表面形成统一大小的伤口。

(3)在伤口处接入1×10⁴spores/mL扩展青霉Penicillium expansum菌悬液30μL，处理完毕后在常温下(25℃)贮藏，并用PE塑料膜密封作保湿处理，定时观察并记录结果，对不同浓度β-葡聚糖干粉的效力进行比较，结果以平均发病率(％)和平均病斑直径(mm)表示。选取9个果为一组重复，3个重复，实验重复两次，以相同结果为准。

3、结果：

如图3所示，在接种扩展青霉Penicillium expansum后第3天，对照组发病率已达到100％，而0.1％、0.2％和0.5％的β-葡聚糖溶液整果处理后，虽然抑制程度不太大，但也能降低梨果实青霉病的发病率；在病斑直径上则效果较好，相比对照组的10.5mm，0.1％和0.5％的β-葡聚糖溶液都使病斑直径下降了2.8mm，各浓度都有显著的抑制效果。

实验4、

将实验3中的诱导温度由25℃改成4℃，其余同实验3。

结果：

如图4所示，在接种扩展青霉Penicillium expansum后第10天，0.1％、0.2％和0.5％的β-葡聚糖溶液整果处理都能有效降低青霉病的发生率，相比对照组分别下降了27.8％、22.2％和22.2％，结果具有显著性；在病斑直径上的控制效果也非常显著，相比对照组的9.2mm，各浓度处理组分别下降了3.8mm、3mm和3.5mm。

对比实验1：相对于实验3作如下更改：取消步骤2(2)中的“诱导处理24小时”；即，于β-葡聚糖溶液中浸泡10分钟，取出自然晾干后立即在果实上打孔并加入扩展青霉Penicillium expansum菌悬液。

其余等同于实验3。

结果：

如表1所示，整果在β-葡聚糖溶液中浸泡后直接接入扩展青霉Penicilliumexpansum，同样在接种后第3天，在发病率上，各浓度的β-葡聚糖溶液对梨果实青霉病没有抑制作用；在病斑直径上，各浓度处理组相比对照组虽然略有下降，但结果无显著差异。总体上来说，其抑制效果远不如实验3。

表1 常温下β-葡聚糖整果处理对梨果实青霉病的影响

对比实验2：

取消实验4步骤2(2)中的“诱导处理24小时”；即，于β-葡聚糖溶液中浸泡10分钟，取出自然晾干后立即在果实上打孔并加入扩展青霉Penicillium expansum菌悬液。

其余同实验4。

结果：

如表2所示，整果浸泡后直接接入扩展青霉Penicillium expansum，同样在接种后第10天，在发病率上，只有0.5％的β-葡聚糖溶液对梨果实青霉病有微弱的抑制作用，但结果无显著差异；在病斑直径上，各处理组结果和对照组之间都没有显著差异。总体上来说，其抑制效果远不如实验4。

表2 低温下β-葡聚糖整果处理对梨果实青霉病的影响

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.质量浓度为0.01～1％的β-葡聚糖溶液在诱导果实抗性控制病害中的应用，其特征是：将果实置于质量浓度为0.01～1％的β-葡聚糖溶液中浸泡后；于温度为25℃，湿度为90％条件下，诱导处理24小时；所述病害为梨果实青霉病或柑橘果实绿霉病。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征是：β-葡聚糖溶液的质量浓度为0.1％。

3.质量浓度为0.01～1％的β-葡聚糖溶液在诱导果实抗性控制病害中的应用，其特征是：将果实置于质量浓度为0.01～1％的β-葡聚糖溶液中浸泡后；于温度为4℃，湿度为90％条件下，诱导处理24小时；所述病害为梨果实青霉病或柑橘果实绿霉病。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征是：β-葡聚糖溶液的质量浓度为0.1％。