16種植物源活性成分對2種芒果采后病害的防治

蘇子寒，高兆銀，胡美姣，李 敏，張正科

(1.海南大學 食品學院，海口 570228；2.中國熱帶農業科學院 環境與植物保護研究所， ?？?571101)

芒果(MangiferaindicaLinn.)因其水分含量高、營養豐富，極易受到包括真菌和細菌在內的不同病原菌的侵染[1]。芒果在采后貯運期和貨架期常因采后病害的集中爆發而造成果實大量爛損[2]，極大地降低了芒果的市場價值，影響芒果產業的發展。目前，炭疽病和蒂腐病是芒果采后最主要的2大病害，其中，芒果炭疽病可發生在枝梢、葉片、花序及果實，在各芒果產區普遍發生。芒果蒂腐病主要危害芒果果實，發病部位最初在果蒂周圍，繼而迅速擴展至整個果實并使果皮變褐、果肉腐爛、粘液外滲，最終造成爛果，對芒果采后貯藏及運輸的影響甚大[3]。目前，在芒果采后病菌抑制和保鮮方面，常用的手段有物理方法(低溫貯藏、氣調貯藏、減壓貯藏和熱處理等)、化學方法(化學殺菌保鮮劑、涂抹處理和輻射處理等)和生物方法(拮抗微生物和自然抗病物質等)，其中，芒果采后病害的控制主要依賴化學方法，常用的化學殺菌劑有咪鮮胺、抑霉唑等，但長期使用這些化學藥劑會使病原菌產生抗藥性[4]，而且易產生殘留，造成果實風味改變，對食用者的健康存在潛在威脅。此外，化學殺菌劑的不合理使用也可引起環境污染[5]。因此，減少化學殺菌劑的使用，尋找高效、安全、無污染的技術已成為芒果采后病害防治的重要工作。植物是生物活性化合物的天然寶庫，其產生的次生代謝產物超過40萬種，其中，許多生物活性物質具有殺蟲和(或)抑菌等生物活性，廣泛應用在農業、醫藥、日用化工等領域[6]。KARIM等[7]研究發現，巖薔薇屬提取物對柑橘酸腐病病原菌菌絲生長的抑制率超過80.00%，并且可以極大地降低柑橘采后酸腐病的發病率。我國植物資源豐富，人們對植物源生物活性成分的研究頗多，并從中發現了許多具有抑菌能力的活性成分，它們有較好的應用潛力和開發前景[8]。胡美姣等[9]研究發現，72種中草藥提取物對香蕉、芒果的致病菌菌絲生長均有不同程度的抑制作用，其中，部分中草藥提取物對果實采后病害有較好的防治能力。在高兆銀、胡美姣等人的研究基礎上[9-10]，筆者選取16種中草藥植物源活性成分，測定其對芒果采后主要病害病原菌Colletotrichumgloeosporioides，C.acutatum，Botryodiplodiatheobromae和Phomopsismangiferae的抑菌活性，并篩選部分活性成分，調查其對芒果采后病害的防治效果，旨在從中發現對芒果采后病害具有抑菌作用的植物源活性物質，為天然保鮮劑的研發提供依據。

1 材料與方法

1.1材料1)供試菌株：引起芒果炭疽病的膠孢炭疽菌(C.gloeosporioides)和尖孢炭疽菌(C.acutatum)；引起芒果蒂腐病的可可球二孢菌(B.theobromae)和擬莖點霉(P.mangiferae)。4株菌株均由中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所采后病理與保鮮研究課題組提供。2)供試芒果：品種為‘貴妃’芒果(MangiferaindicaLinn.)，采自海南省三亞崖城芒果園，果實采摘后用塑料筐裝好，6 h內運抵實驗室。選取達生理成熟、無病、無缺陷、大小基本一致的果實進行實驗。3)供試植物源活性成分：供試的植物源活性成分種類、含量、植物來源及生產廠家見表1。4)對照殺菌劑：45%咪鮮胺ME(海南博士威農用化學有限公司)。

表1 16種供試植物活性成分種類、含量、植物來源及生產廠家

1.2植物源活性成分的抑菌活性測定參照趙超等[11]的試驗方法，采用生長速率法測定。根據預實驗結果，向無菌培養皿中倒入經高溫滅菌后的PDA培養基(約60 ℃)，分別加入供試植物源活性成分母液(適量的吐溫-80作為分散劑)，制備含100 mg·L-1植物源活性成分的PDA平板，從培養7 d的4菌株菌落邊緣取直徑為5 mm的菌塊分別接種至含植物源活性成分的平板上，以無菌水為空白對照，以咪酰胺(100 mg·L-1)作為陽性對照，置于(28.0 ± 0.5)℃恒溫培養箱中培養，觀察培養情況，待空白對照組菌落菌絲接近長滿90 mm的培養皿時，測量對照組和實驗組菌落大小，計算抑菌率，比較不同植物源活性成分的抑菌活性差異。

抑菌率(%)=[(C-T)/(C-0.5)] × 100 ，

式中，C代表空白對照組中菌落直徑，T代表實驗組中菌落直徑。

1.3植物源活性成分對芒果采后病害的影響選擇平均抑菌率大于80.00%的4種植物源活性成分進行試驗。參考高兆銀等[10]的試驗方法，結合預實驗結果，將芒果果實放入含1 000 mg·L-1植物源活性成分的水溶液中浸泡2～3 min，以清水為空白對照，咪酰胺(250 mg·L-1)為藥劑對照，自然晾干。每個處理60個果實，重復3次，于常溫、相對濕度 90% ～ 95%條件下貯藏，每隔3 天觀察1次，統計發病個數及發病等級，計算發病率、發病指數及相對防效。病害分級參考高兆銀等[10]的方法。

發病率(%)=(發病果數/總果數)×100 ，

發病指數=[∑(各級病果數×相應級數)/(總果數×最高級別值)]×100 ，

防效(%)=[(對照發病指數-處理發病指數)/對照發病指數]×100 。

1.4數據統計分析使用SPSS軟件(Version 19.0; IBM Institute, New York, USA)進行數據處理，使用單因素方差分析中的鄧肯氏新復極差法進行差異性比較。

2 結果與分析

2.1植物源活性成分對芒果采后病害病原菌菌絲生長的抑制活性從表2可知，在100 mg·L-1質量濃度下，16種供試植物源活性成分對芒果采后病害病原菌菌絲生長均有不同程度的抑制作用。蓽茇酰胺和肉桂醛對4種病原菌的平均抑菌率分別達到98.75%和98.47%，抑菌活性最強，其中，蓽茇酰胺對B.theobromae的抑菌率為100.00%。姜黃素、胡椒堿、大黃酚、辣椒堿、大黃素、胡椒酸和大黃酸對4種病原菌的平均抑菌率超過60.00%，其中，姜黃素對C.gloeosporioides，B.theobromae和P.mangiferae3種病原菌的抑菌率超過90.00%。相比之下，絞股藍皂苷和松蘿酸對4種病原菌的抑制活性較弱，平均抑菌率均小于20.00%(圖1)。

圖1 部分植物源活性成分對芒果采后病害病原菌菌絲生長的抑制活性C. gloeosporioides A：空白對照；B：松蘿酸；C：蓽茇酰胺；D：藥劑對照咪鮮胺B. theobromae E：空白對照；F松蘿酸；G：蓽茇酰胺；H：藥劑對照咪鮮胺Fig.1 The inhibitory activity of some botanical active ingredients on the mycelial growth of postharvest pathogens in mango fruit C. gloeosporioides A: Control; B: Usnic acid; C: Piperlongumine; D: ProchlorazB. theobromae E: Control; F: Usnic acid; G: Piperlongumine; H: Prochloraz

表2 植物源活性成分對芒果采后病害病原菌的抑菌效果

注：同一列中不同小寫字母代表差異顯著 (P<0.05)，下同

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference (P<0.05), similarly hereinafter

2.2植物源活性成分對芒果采后病害的控制效果

2.2.1 植物源活性成分對芒果炭疽病的控制效果從表3可知，采后芒果果實在常溫貯藏條件下，清水對照組芒果炭疽病的發病率最高，達到48.89%，藥劑對照(咪鮮胺)處理組的發病率最低，為5.00%。在1 000 mg·L-1質量濃度下，蓽茇酰胺、肉桂醛、姜黃素和胡椒堿等4種植物源活性成分均能不同程度地降低芒果炭疽病的發病率，發病率均小于清水對照組。其中，蓽茇酰胺對芒果炭疽病的抑制效果最好，發病率為11.11%，其次是肉桂醛，發病率為16.67%。 姜黃素和胡椒堿處理組的發病率分別為22.78%和28.33%。

藥劑對照(咪鮮胺)組芒果的發病指數僅為1.42，相對防效達到91.37%。4種植物源活性成分中，蓽茇酰胺對炭疽病的防治效果最好，芒果的發病指數為2.22，防效為82.18%。其次是肉桂醛和姜黃素，其處理組芒果的發病指數分別為4.69和6.98，對芒果炭疽病的防效均大于50.00%，依次為68.34%，55.02%。胡椒堿能降低芒果炭疽病的發病指數至8.95，具有一定的防治效果，但其防效較低，僅為43.19%。

2.2.2 植物源活性成分對芒果蒂腐病的控制效果從表3可知，在1 000 mg·L-1質量濃度下，蓽茇酰胺降低芒果蒂腐病發病率的效果最好，發病率僅為7.78%，低于藥劑對照(咪鮮胺)處理組的發病率(10.00%)。其次是肉桂醛，發病率為13.89%，略高于藥劑對照組。姜黃素和胡椒堿均可降低蒂腐病的發病率，發病率依次為25.56%，26.11%，低于清水對照組(35.56%)。4種植物源活性成分均降低了芒果蒂腐病的發病指數，其中蓽茇酰胺處理組的發病指數僅為2.3，防治效果最好，防效達到80.75%，高于藥劑對照(咪鮮胺)處理組(61.69%)。其次是肉桂醛處理組，其發病指數為4.68，對芒果蒂腐病的防效為55.19%，接近于藥劑對照組。姜黃素和胡椒堿處理組果實的發病指數較高，分別為10.32，10.8，防效較差，分別為19.96%和14.50%。

蓽茇酰胺對芒果2種采后病害的平均防效最好，達到81.47%，高于藥劑對照(咪鮮胺)處理組(76.53%)。肉桂醛對炭疽病的防治效果略高于對蒂腐病的防治效果，平均防效為61.77%。姜黃素和胡椒堿對芒果采后2種病害的平均防效較低，分別為35.99%和29.20%，它們對芒果炭疽病的防效均遠高于其對蒂腐病的防效，二者防效分別相差38.06%和28.69%。

表3 各處理對芒果采后病害的防治效果

3 討 論

本試驗結果表明，16種植物源活性成分對供試的4種病原菌菌絲體生長均有不同程度的抑制作用。在100 mg·L-1的質量濃度下，蓽茇酰胺和肉桂醛對C.gloeosporioides，C.acutatum，B.theobromae和P.mangiferae4種病原菌的抑制作用最好，抑菌率均高于90.00%，其中蓽茇酰胺對B.theobromae的抑菌率達到100.00%。姜黃素、胡椒堿、大黃酚、辣椒堿和大黃素對4種供試病原菌的平均抑菌活性大于70.00%。相比之下，絞股藍皂苷和松蘿酸對供試病原菌的抑菌活性較小，平均抑菌率小于20.00%。

對供試病原菌抑菌率大于80%的4種植物源活性成分對芒果2種采后病害均有一定的防治效果。在1 000 mg·L-1的質量濃度下，蓽茇酰胺對2種病害的防治效果最好，平均防效為81.47%，效果優于藥劑對照咪鮮胺(76.53%)，其次是肉桂醛，平均防效為61.77%。姜黃素和胡椒堿的平均防效小于40.00%。

隨著消費者對食品安全重視度的日益提升，開發更安全的植物源或動物源天然抑菌劑來控制果蔬采后病害已成為目前研究的熱點。相比于化學合成抑菌劑，植物源抑菌劑副作用低、對人體刺激性小、安全性高的優勢，因而具有較廣泛的發展空間[12]。提取自胡椒科植物蓽茇的蓽茇酰胺是一種具有生物活性的生物堿類化合物，具有抗炎、抗細菌、抗真菌、殺蟲等藥理活性[13]，在1 000 mg·L-1的質量濃度下，蓽茇酰胺對引起水稻稻瘟病的稻瘟病菌具有一定的防治效果[14]，但蓽茇酰胺作為抑菌劑用于果蔬采后抑菌保鮮方面的研究報道較少。肉桂醛是肉桂等植物體內的一種天然醛類化合物，存在于肉桂油、玫瑰油等精油中，其作為肉桂精油的主要成分近年來在果蔬采后防腐保鮮中得到了較廣泛的應用，羅曼[15]研究發現，肉桂醛可以抑制引起蘋果青霉病的擴展青霉菌體在體外的生長，并且可以降低該菌毒素的分泌量。張軻[16]認為，肉桂醛能夠通過破壞真菌細胞壁使其深入到真菌細胞內破壞細胞器，從而起到抑制真菌生長的作用。WU等[17]的研究結果表明，肉桂醛可以抑制柑橘采后Geotrichumcitri-aurantii離體菌絲的生長，其涂膜處理可以顯著降低柑橘酸腐病的發病率。本試驗結果顯示，蓽茇酰胺和肉桂醛等植物源活性成分可在體外抑制芒果采后病害病原菌的生長，并且對芒果采后病害具有較好的控制效果，進而延長芒果采后貯藏壽命，因此，可作為植物源抑菌劑應用于芒果采后抑菌保鮮。姜黃素和胡椒堿對芒果采后病害病原菌生長有較好的體外抑制作用，但對芒果采后病害的防治效果不理想，因此姜黃素和胡椒堿在芒果采后病害的防治效率還需進一步提升，可將2種活性成分進行一定比例復配，或研發出更合適的劑型、篩選合適的助劑使其增效等。

綜上所述，供試的16種植物源活性成分均對芒果采后病原菌C.gloeosporioides，C.acutatum，B.theobromae和P.mangiferae菌絲生長有明顯的體外抑制作用。此外，筆者還發現，蓽茇酰胺、肉桂醛、姜黃素、辣椒堿對芒果炭疽病和蒂腐病均有一定的防治效果，其中，蓽茇酰胺防效優于咪鮮胺抑菌劑，具有替代防治芒果采后病害化學抑菌劑的潛力。