摘要
木纳格葡萄(Vitis inifera L.cv.Munage)盛产于新疆,是一种晚熟果实。葡萄灰霉病是木纳格葡萄采后贮藏期间常见的一种疾病,会对葡萄的采后品质产生重要的影响,进而造成严重的经济损失。表皮蜡质作为植物表面的一层天然涂层,对抵御外界胁迫有重要的作用,并直接影响果实的采后贮藏品质。目前,关于木纳格葡萄受到灰霉菌侵染后对其果实品质及表皮蜡质的影响尚不清楚。因此,本研究以木纳格葡萄为原料,通过测定接种与未接种灰霉菌的果实采后相关的生理指标、抗氧化相关指标;利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对木纳格葡萄表皮蜡质组成成分进行分析,并采用扫描电镜(SEM)对葡萄表皮蜡质结构进行观察;通过转录组学技术分析与蜡质相关的关键基因及途径的表达情况,从生化水平和分子水平分别探讨灰霉菌侵染对木纳格葡萄采后生理及表皮蜡质的影响。研究结果如下: (1)木纳格葡萄常温(25 ± 0.5℃,相对湿度 85%~90%)贮藏 15 d,结果表明灰霉菌侵染导致果实表皮蜡质含量从 65.00 ± 3.56 mg 100g-1减少到 22.50 ± 0.87 mg 100g-1,通过 SEM 发现处理组果实蜡质降解,大面积蜡晶相互粘附,出现大量无定形晶体。灰霉菌侵染加快了果实的失重(5.42%)、腐烂(51.51%)及硬度(4.15 N)的下降,造成采后品质的劣变。灰霉菌侵染木纳格葡萄后,果实呼吸强度增强(13.11%),乙烯峰值(45.70 μL kg-1 h-1)提前出现。此外,对照组果实在贮藏末期具有较高含量的抗坏血酸(35.93 mg 100g-1)、总酚(0.39 mg g-1)和总黄酮(5.08 mg g-1)。 (2)灰霉菌侵染可引起活性氧(ROS)大量增加,破坏ROS稳态,引起细胞膜脂质过氧化,丙二醛(MDA)含量(0.24 μmol mg-1)及相对电导率(14.63%)在贮藏末期显著增加。对照组果实在贮藏末期H2O2和O2-的含量较低,但处理组果实在贮藏中期增加了谷胱甘肽( GSH )的峰值(6.97%)。除此之外,灰霉菌侵染使木纳格葡萄在贮藏前期保持较高水平的抗氧化酶活性。 (3)通过GC-MS检测出木纳格葡萄表皮蜡质组成成分中共有54种化合物,灰霉菌侵染导致果实表皮蜡质组分含量从 300.36 ± 15.49 μg cm-2减少到 224.98 ± 10.67 μg cm-2,并且使葡萄中醇类、烃类、酯类含量升高,萜类含量下降,酸类含量先增多后降低,醛类含量先减少后升高。木纳格葡萄抗氧化相关指标在第 6 d 出现明显转折,推测可能是蜡质发挥作用的关键时间点,所以选取贮藏第0、6 d 的葡萄果实进行转录组测序。结果表明:在 CK6-vs-BC6 比较组中共鉴定出 2956 个差异表达基因(DEGs)。此外,接种灰霉菌可能诱导角质、木栓质和蜡的生物合成及转运(CER1、CER3、WSD1、LTPG1、LTP8、ABCG28和ABCG11 )、脂肪酸延长( KCS4、KCS7、LACS1、LACS2和ECR)以及转录因子(MYB308、MYB88、WRKY55和NAC047)相关基因的表达,调控果实表皮蜡质,从而影响采后品质。综上所述,表皮蜡质可以通过调控果实中ROS平衡及相关基因的表达和关键代谢通路来抵御灰霉菌的侵入,从而维持较高的采后品质。