不同愈傷時(shí)間對(duì)低溫貯藏期間馬鈴薯塊莖采后病害及品質(zhì)的影響

包改紅，畢 陽，* ，李永才，，吳覺天，寇宗紅，葛永紅，王 毅，王 蒂

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070;2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/甘肅省作物遺傳改良與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730070)

甘肅省是我國馬鈴薯的主產(chǎn)區(qū)，面積和產(chǎn)量均居全國前列［1］。馬鈴薯塊莖在采收后往往需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的貯藏，但期間腐爛率頗高，嚴(yán)重影響其食用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值［2］。由硫色鐮刀菌(Fusarium sulphureum)引起的干腐病是甘肅省馬鈴薯塊莖的主要病害［3］，目前主要通過使用噻苯咪唑類殺菌劑對(duì)該病進(jìn)行控制。但由于殺菌劑存在環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留及病原物產(chǎn)生抗藥性等問題而逐漸受到限制，因此開發(fā)新的、安全、有效的控制方法便成為當(dāng)前生產(chǎn)中亟待解決的問題［4］。馬鈴薯塊莖剛采收時(shí)因其皮較薄，易受機(jī)械損傷而產(chǎn)生傷口，從而為致腐病原物的侵入開辟了通道［5］。由于采收時(shí)塊莖表面形成的傷口具有自動(dòng)愈合的能力，因此，可以在一定程度上減少貯藏期間腐爛的發(fā)生。生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，傷口愈合的程度受品種、時(shí)間、溫度和濕度等因素的影響。有報(bào)道表明，塊莖在15℃愈傷7d 可增強(qiáng)傷口對(duì)F.solani var.coeruleum 和F.sulphureum 的抵抗力［6］。愈傷后的塊莖貯藏期明顯延長(zhǎng)，腐爛率顯著降低［7］。愈傷不僅可有效減輕貯藏期間干腐病的發(fā)生［6］，而且還可以對(duì)壞疽?。?］、皮斑?。?］和銀屑病［10］等其它塊莖采后病害加以控制。但不同愈傷時(shí)間對(duì)馬鈴薯塊莖干腐病的控制效果及其品質(zhì)的影響尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以隴薯3 號(hào)為試材，通過人工損傷馬鈴薯塊莖，常溫愈傷不同時(shí)間后接種F.sulphureum 并低溫貯藏，研究不同愈傷時(shí)間對(duì)低溫貯藏馬鈴薯塊莖采后病害和品質(zhì)的影響，以期為馬鈴薯采后病害和品質(zhì)的控制提供新的措施。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試隴薯3 號(hào) 于2011 年10 月采于定西市渭源縣會(huì)川鎮(zhèn)大田;供試硫色鐮刀菌(F.sulphureum)由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)所提供。

CX21FS1C 型光學(xué)顯微鏡 奧林巴斯工業(yè)有限公司;VXH-3 型微型旋渦混合器 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠;AL204 型電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 孢子懸浮液的制備 參照李永才［11］方法。取25℃下培養(yǎng)1 周的F.sulphureum 平皿一個(gè)，在培養(yǎng)物的表面傾倒無菌水，然后用三角器將培養(yǎng)基表面的病原菌孢子刮下，與無菌水混勻后，倒入1000mL 的三角瓶中，在WYX-A 微型旋渦混合器上震蕩15s，用雙層紗布過濾，濾液用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)、并計(jì)算稀釋至所需濃度10-5后封口，待用(孢子懸浮液即用即配)。

1.2.2 樣品處理 選取剛采收的外觀整齊，大小一致，無病蟲害，無損傷的馬鈴薯塊莖，平均分為兩組，其中一組馬鈴薯塊莖在一側(cè)用小刀劃3cm 長(zhǎng)1cm 深的傷口(人工損傷)，另一組則不進(jìn)行損傷處理，每個(gè)處理200 個(gè)馬鈴薯塊莖，重復(fù)3 次。

1.2.3 愈傷處理及接種 無損傷和人工損傷的馬鈴薯在常溫下分別愈傷0、7、14d。愈傷后將馬鈴薯單層整齊的鋪于地面，然后將制備好的孢子懸浮液均勻噴灑于塊莖上，每200 個(gè)塊莖噴灑約1.2L。待全部晾干后裝入網(wǎng)袋中在平均溫度為5℃的貯藏窖中貯藏。每個(gè)愈傷處理取損傷和無損傷的馬鈴薯塊莖各60 個(gè)，重復(fù)3 次。

1.2.4 指標(biāo)測(cè)定 5℃下低溫貯藏6 個(gè)月后測(cè)定發(fā)芽率，貯藏7 個(gè)月后測(cè)定馬鈴薯干腐病的發(fā)病率和病情指數(shù)及其它病害發(fā)病率、失重率、芽長(zhǎng)、綠化率。

1.2.4.1 干腐病發(fā)病率 每個(gè)處理隨機(jī)選取90 個(gè)馬鈴薯塊莖，以30 個(gè)為一組，根據(jù)式(1)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4.2 干腐病病情指數(shù) 每個(gè)處理隨機(jī)選取90 個(gè)馬鈴薯塊莖，以30 個(gè)一組進(jìn)行測(cè)定。定義不發(fā)生干腐病的病級(jí)為0，輕度為1，中度為2，重度為3。根據(jù)式(2)計(jì)算干腐病病情指數(shù)。

1.2.4.3 其它病害 記錄各處理馬鈴薯其它病害(主要為細(xì)菌性病害)的情況。每個(gè)處理隨機(jī)選取90 個(gè)馬鈴薯塊莖，以30 個(gè)一組，根據(jù)式(3)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4.4 失重率 采用差量法。每個(gè)處理隨機(jī)選取10 個(gè)塊莖跟蹤測(cè)定。

1.2.4.5 發(fā)芽率 每個(gè)處理隨機(jī)選取30 個(gè)塊莖，10個(gè)為一組，根據(jù)式(5)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4.6 芽長(zhǎng) 每個(gè)處理選取30 個(gè)馬鈴薯塊莖，10個(gè)為一組，每個(gè)塊莖隨機(jī)測(cè)定3 個(gè)芽眼的芽長(zhǎng)。最后計(jì)算平均芽長(zhǎng)。

1.2.4.7 綠化率 每個(gè)處理選取30 個(gè)馬鈴薯塊莖，以10 個(gè)為一組，根據(jù)式(6)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 軟件進(jìn)行分析，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差(± SE);采用SPPS Statistics 17.0 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同愈傷時(shí)間對(duì)干腐病及其它病害的影響

愈傷處理可明顯減少損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖貯藏7 個(gè)月后的干腐病發(fā)病率、病情指數(shù)和其它病害的發(fā)病率，且損傷接種馬鈴薯塊莖的干腐病發(fā)病率、病情指數(shù)和其它病害發(fā)生率均明顯高于同處理無傷接種的馬鈴薯(圖1)。隨著愈傷時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷和無傷接種塊莖干腐病的發(fā)病率均顯著降低(圖1A)。損傷接種塊莖7d 愈傷與不愈傷的對(duì)照相比干腐病發(fā)病率下降了33.3%，14d 愈傷進(jìn)一步降低了干腐病發(fā)病率，與不愈傷的對(duì)照和7d 愈傷相比發(fā)病率分別下降了46.2%和19.2%。同樣，無傷接種塊莖14d 愈傷與不愈傷的對(duì)照和7d 愈傷相比發(fā)病率分別下降了55.0%和36.5%。隨著愈傷時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷接種塊莖干腐病的病情指數(shù)也顯著降低(圖1B)。14d 愈傷與不愈傷的對(duì)照和7d 愈傷相比病情指數(shù)分別下降了49.5%和10.6%。經(jīng)愈傷處理后，無傷接種塊莖干腐病的病情指數(shù)也有所降低，但與不愈傷的對(duì)照無顯著差異，與不愈傷對(duì)照組相比干腐病病情指數(shù)下降了42.9%。愈傷處理后損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖其它病害的發(fā)生率也顯著降低(圖1C)。損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖7d 愈傷與不愈傷的對(duì)照相比其它病害的發(fā)病率分別下降了60.0% 和53.4%，隨著愈傷時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖其它病害的發(fā)病率也有所降低，但7d 愈傷與14d 愈傷間差異不顯著。損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖14d 愈傷與不愈傷對(duì)照相比其它病害發(fā)病率分別下降了80%和72%。

圖1 不同愈傷時(shí)間對(duì)馬鈴薯塊莖干腐病發(fā)病率(A)、病情指數(shù)(B)及其它病害發(fā)病率(C)的影響Fig.1 Effect of curing duration on incidence and severity of dry rot，incidence of other diseases of potato tuber

2.2 不同愈傷時(shí)間對(duì)馬鈴薯品質(zhì)的影響

愈傷處理可明顯減少損傷接種馬鈴薯塊莖貯藏期間的失重率、綠化率、發(fā)芽率和芽長(zhǎng)(圖2)。損傷接種馬鈴薯塊莖7d 愈傷與不愈傷的對(duì)照相比失重率無顯著差異，而愈傷14d 后失重率顯著降低，與不愈傷的對(duì)照相比下降了15.2%，但與7d 愈傷無顯著差異。愈傷對(duì)無傷接種馬鈴薯塊莖失重率的影響不大。損傷接種馬鈴薯的失重率顯著高于同處理無傷接種的馬鈴薯。損傷接種馬鈴薯塊莖經(jīng)7d 愈傷后綠化率顯著降低(圖2B)，與不愈傷的對(duì)照相比下降了48.3%，14d 愈傷并沒有使損傷接種馬鈴薯塊莖的綠化率進(jìn)一步降低，但仍顯著低于不愈傷的對(duì)照。無傷接種馬鈴薯塊莖的綠化率受愈傷影響不大。隨著愈傷時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷接種馬鈴薯塊莖的發(fā)芽率和芽長(zhǎng)顯著降低(圖2C、2D)。7d 愈傷與不愈傷對(duì)照相比發(fā)芽率和芽長(zhǎng)分別下降了9.0%和33.1%，14d愈傷可進(jìn)一步降低損傷接種馬鈴薯塊莖的發(fā)芽率和芽長(zhǎng)，與不愈傷的對(duì)照和7d 愈傷相比發(fā)芽率分別下降了18.0% 和9.9%，芽長(zhǎng)分別下降了46.2% 和19.6%。但無傷接種馬鈴薯塊莖愈傷不同時(shí)間后發(fā)芽率和芽長(zhǎng)變化不大。

圖2 不同愈傷時(shí)間對(duì)馬鈴薯塊莖失重率(A)、綠化率(B)、發(fā)芽率(C)及芽長(zhǎng)(D)的影響Fig.2 Effect of curing duration on weigh loss(A)，greening rate(B)，germination rate(C)and germinal length(D)of potato tuber

3 討論

本研究結(jié)果表明，愈傷處理可明顯減輕馬鈴薯貯藏期間的采后病害并維持塊莖品質(zhì)。愈傷可使馬鈴薯表皮硬化，傷口周圍的表皮細(xì)胞木栓化并形成周皮使傷口愈合，從而切斷微生物入侵的通道，減少采后病害的發(fā)生和腐爛［12］。隨愈傷時(shí)間的延長(zhǎng)，損傷接種馬鈴薯塊莖干腐病的發(fā)病率和病情指數(shù)以及無傷接種馬鈴薯塊莖干腐病的發(fā)病率均顯著降低。此外，損傷接種馬鈴薯塊莖干腐病發(fā)病率、病情指數(shù)和其它病害的發(fā)生率均顯著高于同處理無傷接種的馬鈴薯。這些結(jié)果表明，機(jī)械傷口是病原物侵入造成馬鈴薯病害的主要原因，采后愈傷處理可顯著抑制馬鈴薯病害的發(fā)生，且愈傷14d 效果較好。有研究發(fā)現(xiàn)，愈傷處理可顯著降低馬鈴薯壞疽?。?］、皮斑?。?］和銀屑病［10］以及柑桔綠霉病和青霉?。?3］的發(fā)病率。吳朝霞［14］等研究表明甘薯在32℃愈傷4d 后腐爛率僅為未愈傷的50%。Sowley［15］等研究表明甘薯經(jīng)愈傷處理后可形成較厚的愈傷周皮，顯著減少甘薯真菌性腐爛，而未經(jīng)愈傷的甘薯則無愈傷周皮形成。Tortoe［16］等發(fā)現(xiàn)，14d 愈傷后侵染甘薯細(xì)菌的數(shù)量顯著小于7d 愈傷。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果均與這些研究結(jié)果相符。Ramamurthy 等研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯塊莖在傷口愈合過程中一些酚酸類物質(zhì)如綠原酸、咖啡酸、p-香豆酸，阿魏酸的含量成倍增加，總酚的含量、PAL、POD、CAD 的活性也增加［12，17］，由此表明，愈傷增強(qiáng)了馬鈴薯塊莖體內(nèi)的苯丙烷代謝，促進(jìn)了抗病物質(zhì)在傷口的積累，從而有效抑制了采后病害的發(fā)生。

失水會(huì)引起塊莖皺縮，發(fā)芽會(huì)使塊莖組織中的淀粉轉(zhuǎn)化為糖并導(dǎo)致外觀萎蔫和食用價(jià)值喪失［18］，塊莖表皮綠化不僅影響外觀品質(zhì)，而且生成龍葵素會(huì)導(dǎo)致食用安全性的降低［19］，因此，失水、發(fā)芽、綠化是影響馬鈴薯品質(zhì)的主要因素。經(jīng)愈傷處理后，損傷接種塊莖的失重率、綠化率、發(fā)芽率及芽長(zhǎng)均顯著降低，但對(duì)無傷接種馬鈴薯塊莖品質(zhì)的影響不大。由此表明，愈傷可在一定程度上維持馬鈴薯貯藏期間的品質(zhì)。由于在愈傷過程中可形成完整的周皮，其中的木栓層不透水、不透氣［20］，可有效阻止塊莖內(nèi)部水分?jǐn)U散和內(nèi)外氣體交換，從而使失重率降低，抑制發(fā)芽和芽的生長(zhǎng)，進(jìn)而防止馬鈴薯塊莖因萌發(fā)而失水。

綜上所述，愈傷不僅可以促進(jìn)形成周皮使傷口愈合，減少采后病害的發(fā)生，而且還可在一定程度上改善塊莖貯藏期間的品質(zhì)。但其對(duì)病害的抑制機(jī)理及對(duì)品質(zhì)調(diào)控機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

4.1 愈傷處理可明顯減輕損傷和無傷接種馬鈴薯塊莖貯藏期間的采后病害。愈傷時(shí)間越長(zhǎng)，采后病害的發(fā)病率就越低。

4.2 愈傷處理明顯降低了損傷塊莖貯藏期間的失重率、發(fā)芽率、芽長(zhǎng)及綠化率，但對(duì)無傷塊莖的品質(zhì)影響不大。

4.3 損傷塊莖干腐病的發(fā)病率和病情指數(shù)以及其它病害的發(fā)病率、失重率均顯著高于同期處理的無傷塊莖，但綠化率、發(fā)芽率和芽長(zhǎng)與無傷處理相比則無明顯差異。

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