摘要
番茄因富含维生素、番茄红素等营养物质，而深受广大消费者青睐。但是连年的栽培及贮藏条件不当导致番茄的病害越来越严重，其中由灰霉菌(Botrytis cinerea)引起的灰霉病是番茄最常见的病害之一。目前，采后病害的控制主要依靠化学杀菌剂。然而，由于农药残留和环境污染等问题，化学杀菌剂的使用逐渐受到限制。因此，亟需寻求更安全、更高效、更环保的防治方法来控制采后病害。甲硫氨酸是一种含硫必需氨基酸，无毒、无害且环保，在水中的溶解度高，具有较高的安全性。研究表明，甲硫氨酸参与植物生长和抗病性过程。本研究采用甲硫氨酸处理番茄果实，探索甲硫氨酸处理对番茄果实灰霉病的抑制效果，并从体外和体内两个方面探究甲硫氨酸对番茄果实灰霉病的抑制机理。具体结果如下: (1)以爱妮斯特小番茄为试材，通过人工接种灰霉菌实验得出甲硫氨酸处理浓度和处理时间的最优组合，得出接菌前24 h使用5mmol/L甲硫氨酸处理可以显著降低番茄果实的发病率和病斑直径(P＜0.05)。 (2)在含有不同浓度甲硫氨酸的培养基上培养灰霉菌，根据结果得出甲硫氨酸处理对灰霉菌本身没有直接的抑制作用。 (3)番茄经5mmol/L甲硫氨酸处理间隔24 h后接菌，于22℃下贮藏，其几丁质酶(Chitinase,CHI)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GNS)、苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine ammonia lyase,PAL)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)酶活性及SlCHI和SlGNS的基因表达水平在接菌前后均被显著增强(P＜0.05)。在接菌之前，处理组与对照组的病程相关蛋白1(Pathogenesis related protein1，PR1)和病程相关基因非表达子1(Nonexpresser of pathogenesis related genes1,NPR1)表达水平无显著性差异(P＞0.05)，而接菌之后，处理组的表达水平显著高于对照组(P＜0.05)。另外，在整个贮藏期间，处理组中超氧阴离子和过氧化氢的含量显著低于对照组(P＜0.05)。依据结果得出5mmol/L甲硫氨酸处理可以通过诱导作用增强番茄果实对灰霉菌的抗性，同时甲硫氨酸处理有利于提高番茄果实抗氧化能力，从而抑制番茄果实病斑的扩展。 (4)用5mmol/L的甲硫氨酸处理间隔24 h后接菌，测定多胺途径、水杨酸途径和茉莉酸途径中关键基因表达和关键代谢物的含量。根据结果得出以上三种途径可能参与了甲硫氨酸处理抑制番茄果实灰霉病的过程，但是不起主导作用。 (5)蛋白亚硝基修饰组学分析数据显示，甲硫氨酸处理后，果实中1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(1-aminocyclopropanecarboxylic acid synthase,ACS)和1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶(1-aminocyclopropanecarboxylic acid oxidase,ACO)的亚硝基化修饰水平降低，亚硝基化修饰位点分别为ACS4的Cys-81和ACO6的Cys-133,暗示一氧化氮(Nitric oxide,NO)可能在甲硫氨酸抑制番茄果实灰霉病中起到重要作用。用乙烯合成前体ACC的抑制剂氨基乙氧基乙烯甘氨酸盐酸盐(Aminoethoxyvinylglycine hydrochloride,AVG)和一氧化氮清除剂2-(4-羧基苯基)-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-1-氧基-3-氧化物(2-(4-carboxypenyl)-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide,cPTIO)处理番茄后再接种灰霉菌，均降低了番茄果实对灰霉菌的抗性。甲硫氨酸处理在接菌前显著促进番茄果实中乙烯的合成和信号传导，乙烯的积累激活了 NO途径，促进了 NO的生物合成途径和代谢途径中关键酶亚硝基化谷胱甘肽还原酶(S-nitrosoglutathione reductase,GSNOR)的活性，上调了SlGSNOR的表达水平，以利于代谢掉多余的NO,使NO在体内保持相对稳定的水平。 本研究进一步丰富了采后果蔬抗病性诱导研究中乙烯合成途径对NO合成和代谢的影响，可为采后果蔬诱导抗病理论研究提供新的思路。
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