桃果肉組織異常木栓化現象淺析

顏少賓 周平 郭瑞 金光

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2023.05.003

收稿日期：2023-01-16

基金項目：福建省屬公益類科研院所基本科研專項（2021R1028008、2021R10280011、2022R1028009）；財政部和農業農村部國家現代農業產業技術體系資助項目（CARS-30）；福建省農業科學院省級種質資源保護單位建設專項；福建省農業科學院引導性科技創新項目（YDXM2023001）；福建省農業科學院科技創新團隊項目（CXTD2021009-2）；福建省人民政府與中國農業科學院農業高質量發展超越“5511”協同創新工程項目（XTCXGC2021019-GSS01）

作者簡介：*為通訊作者：金光（1965-），男，副研究員，碩士，主要從事果樹栽培研究工作，E-mail：jinguang0591@163.com。顏少賓（1988-），女，助理研究員，碩士，主要從事落葉果樹種質資源和果實品質研究工作，E-mail：ysb2010_good@163.com

摘要要：【目的】近年來，在福建產區發現桃果肉組織出現異常木栓化的現象，對此現象進行觀測研究，為該癥狀的診斷及其防控技術的研發提供理論參考。【方法】采集果肉組織異常木栓化的晚熟‘紅花鷹嘴桃果實進行癥狀觀察、病原菌培養、礦質營養元素檢測和組織切片染色。【結果】桃果肉組織異常木栓化早期果皮無明顯癥狀，去皮后可見果肉白斑；晚期果皮可見黃斑、凹陷，果肉組織呈海綿狀且褐化加劇。果肉異常木栓化組織經PDA培養基培養，未產生菌絲亦無明顯菌落形態且無異味；果肉異常木栓化組織的Ca、Zn、N等礦質營養元素含量顯著低于健康組織，而P、B、Mo等礦質營養元素含量顯著高于健康組織；熒光檢測技術診斷顯示果肉異常木栓化組織的木栓質累積加強。【結論】桃果肉組織異常木栓化可能是一種果實生理性病害，其果肉異常木栓化組織的Ca等礦質營養元素含量降低，而木栓質累積增加。

關鍵詞：桃；果肉；礦質營養元素；木栓質

中圖分類號：S662.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-5774（2023）05-0334-06

Analysis of Abnormal Suberification in Peach Fruit Tissue

Yan Shaobin，Zhou Ping，Guo Rui，Jin Guang*

（Fruit Research Institute，Fujian Academy of Agricultural Sciences，Research Centre for Engineering Technology of Fujian Deciduous Fruits，Fuzhou，Fujian 350013，China）

Abstract：【Objective】 In recent years，the phenomenon of abnormal suberification in peach mesocarp was found in Fujian production. The observation and study of this phenomenon provided theoretical references for the diagnosis of this symptom and the research and development of its prevention and control technology. 【Method】 Late maturing red-flower peach‘Yingzuifruits with abnormal suberification were collected for symptom observation，pathogen cultivation，mineral nutrient detection，and tissue sectioning staining. 【Result】 There were no obvious symptoms in the exocarp at the early stage of suberification，and white spots could be seen in the mesocarp after peeling. In the late stage，the exocarp was macular and sunken，and the mesocarp tissue was spongy and browning was intensified. After the abnormal suberification tissue was cultured on PDA medium，there were no mycelia，no obvious colony morphology and no odor. The content of Ca，Zn and N in suberification tissue was significantly lower than that in healthy tissue，while the content of P，B and Mo was significantly higher than that in healthy tissue. The fluorescence detection technique showed the accumulation of suberin in the suberification tissue. 【Conclusion】 Abnormal suberification tissue of peach fruit may be a physiological disease，the content of Ca and other mineral nutrients in abnormal suberification tissue of peach mesocarp decreased，while the accumulation of suberin increased.

Key words：Peach；Fruit mesocarp；Mineral nutrient element；Suberin

桃原產于中國，栽培歷史悠久，其果實外觀艷麗、果肉滋味香甜且營養豐富，深受大眾的喜愛。桃樹適應力強，經濟效益高，在我國各生態區均有栽培，栽培面積和產量均居世界首位。至2021年，福建省桃種植總面積1.21萬hm2，總產量1.70萬t，是重要的經濟果樹［1］。在南方地區，桃樹病害種類多、數量大、難以控制，嚴重影響桃的產量、質量和經濟效益［2］，加上桃園的管理水平參差不齊，在栽培過程中病害的發生也日益凸顯。

近年來，在福建桃產區發現桃果肉組織呈異常木栓化的現象。據果農反映，該果肉組織異常木栓化（亦稱白斑癥）發生率高達60%～70%，在晚熟桃上表現最為嚴重，尤其是‘紅花鷹嘴桃。由于果肉組織異常木栓化在早期未有明顯癥狀，待發展到后期，果實完全失去商品價值，造成果農重大經濟損失，嚴重影響了桃產業的健康發展。經資料查閱發現，桃果肉組織異常木栓化癥狀與芒果、梨等果實生理性病害有相似之處。據國內外研究報道，果實生理性病害的發生與礦質營養元素有關，如果實中K/Ca或N/Ca比值失調會誘發芒果海綿組織生理性病［3］；Ca等礦質營養元素含量的減少易誘發酥梨果肉木栓化生理性病害［4］。此次發現的桃果肉組織異常木栓化現象的發生是否與礦質營養元素失調有關尚不明確，導致生產上缺乏科學、有效的防控技術措施，極大地影響了桃產業持續良好的發展。亟需對桃果肉組織異常木栓化開展調研分析，旨在摸清果肉組織異常木栓化的發生規律，探明發生因素，為研發防控技術和解決產業問題提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

于2022年8月10日，在福建省寧德市古田縣平湖鎮桃示范基地（118.80°E，26.75°N），選取樹體健壯、長勢較一致的6 a生紅花鷹嘴桃，采摘無明顯病蟲害、無機械損傷、大小均勻、色澤基本一致、八成熟的果實帶回實驗室，去果皮后對果肉組織異常木栓化果（果肉呈白斑或組織海綿狀褐化）和健康果（果肉無明顯癥狀）進行分類篩選備用。

1.2試驗方法

1.2.1病原菌培養

取果肉組織異常木栓化果的木栓化與非木栓化交界處的組織置于PDA培養基上培養，每果取3塊長寬厚分別為1.0、0.2、0.2 cm的長條形組織，置于同一培養皿中，3個生物學重復，于28℃暗培養一周，待分離物長出后，經光學顯微鏡鏡檢和形態學觀察進行初步判斷。

1.2.2礦質營養元素檢測

從去果皮的1.1試驗材料中，分別選取10個健康果的健康組織（CK）、10個果肉組織異常木栓化程度較一致的果實的木栓化組織（ST），參照GB 5009.268-2016［5］、DZ/T 0253.1-2014［6］等標準，采用電感耦合等離子體質譜儀、電感耦合等離子體發射光譜儀和自動凱氏定氮儀等儀器進行桃果肉礦質營養元素（B、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、N、P、S、Zn）的檢測。3個生物學重復。

1.2.3組織切片染色

采用1.2.2試驗材料，分別切塊，并用FAA固定液固定24 h以上，參考馮麗云等［7］方法進行脫水-浸蠟-包埋-切片-烤片脫蠟復水，再進行組化-FY染色-苯胺藍染色-封片。由于環芳烴有機染料熒光黃（FY）是親脂性熒光素，可與木栓質結合后呈綠色熒光，在采集圖片過程中進行多通道熒光拍照，最后疊加多通道熒光信號，能使桃果肉的木栓質顯示黃色熒光。

1.3數據處理

采用SPSS 24.0和Excel 2007等軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1桃果肉組織異常木栓化癥狀

對桃果肉組織異常木栓化調查，結果發現：此癥狀多發于7、8月份，于果實成熟前15 d左右才明顯顯現，在晚熟桃上表現最為嚴重。發生早期果皮無明顯癥狀（封二? 圖1a），去果皮后果肉可見白斑（封二? 圖1b）；中期果皮出現異常黃斑，果肉組織轉為海綿狀且褐化（封二? 圖1c）；晚期果皮的黃斑明顯凹陷，果肉組織海綿狀與褐化加劇，多個斑點黏連呈不規則大斑塊，甚至可布滿整個果實（封二? 圖1d）。該癥狀在早期從外觀無法進行診斷，而晚期完全失去經濟價值。

2.2桃果肉組織異常木栓化的病原菌培養

從紅花鷹嘴桃果肉組織異常木栓化果實中分離出木栓化與非木栓化交界處組織，置于PDA培養基上培養，該組織不會腐爛且無異味，不會進一步擴散或侵染周邊健康組織；在PDA培養基上也未產生菌絲亦無明顯菌落形態（封二? 圖2），說明桃果肉組織異常木栓化可能與微生物致病菌無關，推測可能是一種果實生理性病害。

2.3桃果肉組織異常木栓化的礦質營養元素含量

桃果肉組織異常木栓化的癥狀與梨的木栓果、芒果的海綿組織［8-11］等生理性病害有類似之處，又和已報道的桃裂果、裂核、異常早熟［12］等生理性病害不同，有研究認為此類果實生理性病害的發生與礦質營養元素有關［13，14］。本研究對桃果肉組織進行礦質營養元素檢測，結果發現異常木栓化組織（ST）的Ca、Zn、N等礦質營養元素含量顯著低于健康組織（CK）；但其P、B、Mo等礦質營養元素含量顯著高于健康組織；其它礦質營養元素含量差異不顯著（表1）。說明桃果肉組織異常木栓化的發生可能與礦質營養元素的失調有關。

2.4桃果肉組織異常木栓化的組織切片

果實生理性病害的主要特征是細胞解體，導致果肉絮化或產生空洞。木栓質作為細胞壁特異性的雜聚物，為植物細胞提供保護屏障功能［15］。當植物細胞受到外界環境脅迫刺激時，可誘導木栓質的沉積［16］。本研究采集桃果肉異常木栓化組織進行木栓質染色，熒光檢測表明（封二? 圖3），與CK相比，果肉異常木栓化組織（ST）的木栓質可見明顯綠色熒光；多通道熒光信號疊加后，與CK相比，果肉異常木栓化組織（ST）的木栓質呈更強的黃色熒光（封二? 圖4）。這說明果肉異常木栓化組織木栓質的累積顯著高于健康組織，有可能是受外界環境脅迫誘導所致。使用木栓質熒光檢測技術可以進一步優化，作為桃果肉異常木栓化的診斷方法。

3小結與討論

本研究結果表明，桃果肉組織異常木栓化是在桃產區新發現的果肉組織異常化現象，取木栓化組織在PDA培養基上培養未產生菌絲、無明顯菌落形態且不產生異味，推測桃果肉組織異常木栓化的發生可能與微生物致病菌無關，可能是一種果實生理性病害，但目前證據尚不足，還有待今后進一步驗證。此外，在PDA培養基上無法產生菌絲或菌落，也有可能是培養基配方不適、培養環境或培養方式不佳所致，有待今后對致病菌分離的方式方法進行優化驗證。田間調查發現，紅花鷹嘴桃果肉組織異常木栓化發生的嚴重程度與其在樹體上的坐果位置無直接相關，尤其與是否陽面果、裂果無直接相關，與廖永林等［17］報道的‘鷹嘴桃果實海綿組織生理性病害不同。

此次發現的桃果肉異常木栓化可能與礦質營養元素失調有關。果實生理性病害的發生是由非生物因素作用引起生理代謝失調而誘發的果實病害，施肥不當導致礦質營養元素過量、不足或失調就是非生物因素的一種［18］。前人研究表明，果肉N/Ca高的芒果果實易發生理性病害［13］，B、P雙缺會促進蒼溪梨褐斑病的發生［4］；Ca、Mg、B等含量的減少易誘發龍泉酥梨果肉木栓化生理性病害［19］，說明果實生理性病害的發生與礦質營養元素有關。施用石灰或0.3%氯化鈣與0.3%硼砂混合液能減輕梨、芒果生理性病害的發病率［14，20］，進一步證實果實生理性病害的發生與礦質營養元素的失調有關，尤其是Ca含量的缺失。在果實成熟期，若蒸騰作用減弱、代謝生理活動減緩，果實吸收的礦質營養元素會部分回流到其他器官中，進一步減少了果實內Ca含量［21，22］。本研究結果也表明，桃果肉異常木栓化組織的Ca、Zn、N等礦質營養元素顯著低于健康組織，推測桃果肉組織異常木栓化的發生可能與礦質營養元素有關。也有學者持不同觀點，認為果實病害組織Ca元素缺乏，但在土壤和葉片外源施用Ca等礦質營養元素并不能降低病害的發病率［3，19］，可能病害組織的Ca含量與發病無顯著相關［22］。而桃果肉異常木栓化的發生是因施肥不當土壤含Ca量低導致桃果實Ca等礦質營養元素吸收不足引起的，還是因品種特性果實蒸騰速率更低、更易感病，又或是因夏季環境脅迫誘發導致的，目前尚無充分證據。此外，若桃果肉組織異常木栓化的發生與礦質營養元素直接相關，是單一Ca元素失調還是多種元素相互作用引起的也尚未可知，有待進一步研究。

桃果肉組織異常木栓化的發生促進了果肉組織木栓質累積。當植物受到外界環境脅迫時，存在于植物質膜和細胞壁之間的木栓質的生物合成被激發大量累積，通過沉積木栓酚類化合物來增強細胞壁結構形成保護屏障［23-25］，從而發揮其防御作用。當植物出現抗性性狀時，與防御反應相關的基因表達水平未見明顯變化，但木栓質含量隨之增加，且與木栓質合成相關的基因表達水平也大幅提高，進一步證實木栓質在植物抵御外來脅迫方面起著重要的作用［26］。植物木栓質的生物合成主要有木栓質脂肪族和芳香單體的生物合成等兩個途徑，已鑒定出β-酮脂酰輔酶A合酶（KCS），細胞色素P450單加氧酶（CYP）家族的脂肪酸氧化酶，脂肪酸酰基還原酶（FAR），甘油-3-磷酸酰基轉移酶家族的酰基轉移酶（GPAT）和羥基肉桂酰輔酶A轉移酶（ASFT或HHT）等參與了該過程［15］；AtKCS2/20基因參與木栓質前體的延伸過程［27］，AtCYP86A1基因在促進短鏈脂肪酸的羥基化方面起著重要作用［28］，FAR1/4/5基因參與木栓質相關脂肪醇的合成［29］，GPAT5/7基因會影響木栓質的形成，進而降低植物的抗逆能力［30］。此外，PpyMYB144可通過正向調控結構基因PpyCYP86B1進而導致木栓質的大量積累形成果銹［31］。而桃果肉組織異常木栓化的生物合成機制目前尚不明確，具體是何種因素誘導其大量生物合成還有待進一步研究。

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（責任編輯：許? ? 玲）