采前GABA 處理對芒果采后病害防治效果及果實(shí)品質(zhì)的影響*

弓德強(qiáng)，高兆銀，李敏，胡美姣，朱世江，蔣強(qiáng)，黃慧俐，楊謹(jǐn)瑛，黃臺明

（1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南海口571101）（2 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）（3 廣西百色市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)研究推廣中心）

芒果（Mangifera indicaL.）是一種顏色艷麗、風(fēng)味濃郁的熱帶水果，深受眾多消費(fèi)者喜愛。但芒果果實(shí)采收后極易發(fā)病、不耐貯運(yùn)，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其中一個主要原因就是芒果在田間易受到病原真菌的潛伏侵染[1]。目前，在實(shí)際生產(chǎn)中，采前大量噴施化學(xué)藥劑防控病害或在采后使用化學(xué)殺菌劑浸泡處理作為保鮮措施，均會給生態(tài)環(huán)境和食品安全造成負(fù)面影響[2]。因此，近年來采用抗病性誘導(dǎo)技術(shù)以控制芒果采后病害已經(jīng)成為一個重要的研究趨勢。

γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）作為一種植物抗性誘導(dǎo)劑，在植物的抗性反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，并且近年來相關(guān)的研究報道逐漸增多，GABA 已經(jīng)成為抗性誘導(dǎo)研究的重要熱點(diǎn)之一[3]。在抗冷性誘導(dǎo)方面，采后GABA 處理可明顯提高桃[4]、番石榴[5]和西葫蘆[6]等果蔬冷藏期間的抗冷害能力，從而防止果蔬冷害的發(fā)生。在抗病性誘導(dǎo)方面，采后GABA 處理不僅能有效提高梨果實(shí)對青霉病、番茄果實(shí)對黑斑病的抗性[7-8]，并且可顯著抑制甜櫻桃和櫻桃番茄在低溫貯藏期間的果實(shí)腐爛[9-10]。另外，適宜濃度的GABA（10 mmol/L）處理還能有效延緩黃秋葵果莢常溫貯藏期間的衰老進(jìn)程，抑制葉綠素和維生素C 的降解，保持良好的采后品質(zhì)和營養(yǎng)價值[11]。目前，GABA 在芒果采前或采后防腐保鮮上的應(yīng)用研究均尚未見報道。因此，本試驗(yàn)以貴妃芒果為試材，研究采前GABA 噴施處理對芒果果實(shí)采后病害的防治效果及其品質(zhì)的影響，以期為GABA 應(yīng)用于芒果的防腐保鮮提供方法和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

田間試驗(yàn)在海南省三亞市天涯區(qū)芒果生產(chǎn)基地進(jìn)行。供試芒果品種為貴妃，樹齡15 年，選擇生長勢基本一致的健康芒果樹為試驗(yàn)樹。供試GABA為分析純（純度99%），購于上海源葉生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)共設(shè)計4 個處理，于2019 年4 月5 日采用0.4、2.0、10.0 mmol/L GABA 水溶液對芒果果實(shí)表面進(jìn)行均勻噴施處理，以噴施清水為對照（CK），內(nèi)含吐溫80 作為展著劑，噴施2 次，每次間隔7 d，果實(shí)表面均勻噴淋，直到滴水為止。各處理和CK均重復(fù)3 次，每個重復(fù)選取5 株樹。于2019 年4月25 日采收，成熟度為七八成熟，此時果實(shí)中可溶性固形物含量為6.3%左右，果實(shí)采收后6 h 內(nèi)運(yùn)回位于?？谑械谋ｕr實(shí)驗(yàn)室。各GABA 處理和CK 分別挑選出大小基本一致、無機(jī)械損傷、無病斑的果實(shí)，裝入5 kg 的帶孔硬紙箱內(nèi)，每個GABA 處理和CK各裝10箱，每箱20個果，放在溫度為22～25 ℃、相對濕度為80%～90%的常溫庫中貯藏。

1.2.2 接種炭疽菌與病斑直徑測定

采前GABA 處理和CK 分別選取3 箱芒果，分別進(jìn)行芒果炭疽菌接種，接種炭疽菌的方法參照文獻(xiàn)［12］，接種后12 d 時測量芒果接種點(diǎn)位置的病斑直徑，以20 個測定數(shù)值取平均值作為1 個重復(fù)，每處理3 次重復(fù)。

1.2.3 自然發(fā)病芒果病情指數(shù)和防治效果調(diào)查

采前GABA 處理和CK 分別選取3 箱芒果，參照弓德強(qiáng)等[13]的方法，調(diào)查采后貯藏12 d 時芒果自然發(fā)病情況，并計算病情指數(shù)和防治效果，每處理3 次重復(fù)。

病情指數(shù)＝［∑（病情級數(shù)×該級果數(shù)）/（調(diào)查總果數(shù)×病情最高級值）］×100

防治效果（%）＝［（CK 病情指數(shù)－GABA 處理病情指數(shù)）/CK 病情指數(shù)］×100

1.2.4 果實(shí)硬度的測定

采前GABA（2.0 mmol/L）處理和CK 分別選取3 箱芒果，于常溫貯藏0、4、8、12 d 時從每箱中分別選取5 個果實(shí)測定果實(shí)硬度，采用GY-4 型硬度計測定，每個果實(shí)去皮后在果實(shí)正反兩面赤道位置測定2 次果肉硬度，以10 次測定數(shù)值取平均值作為1 個重復(fù)，每處理3 次重復(fù)。

1.2.5 可溶性固形物含量的測定

將測定完果實(shí)硬度的每個芒果，取正反兩面赤道部位的果肉，切成小塊并搗碎后用2 層紗布過濾，擠出果汁用MASTER-M 型手持折光儀測定可溶性固形物含量，每個果實(shí)測定2 次，以10 次測定數(shù)值取平均值作為1 個重復(fù)，每處理3 次重復(fù)。

1.2.6 維生素C 含量及有機(jī)酸含量的測定

測定完可溶性固形物含量后的果肉切成小塊并混勻，然后用液氮速凍處理，置于-40 ℃冰箱中保存。參照弓德強(qiáng)等[10]的方法，采用Waters 2695 高效液相色譜儀（美國Waters 公司）測定芒果維生素C 含量和有機(jī)酸（檸檬酸、莽草酸、蘋果酸和奎寧酸）含量，每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用軟件Microsoft Excel 2016 進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖，采用DPS v3.01 數(shù)據(jù)統(tǒng)計系統(tǒng)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 采前不同濃度GABA 處理對采后芒果果實(shí)病情指數(shù)的影響

由圖1 可以看出，對于自然發(fā)病的芒果，在常溫貯藏12 d 時，0.4、2.0、10.0 mmol/L GABA 采前處理常溫貯藏芒果的病情指數(shù)分別為30.8、20.0、21.1，與CK 相比，防治效果分別為13.24%、43.66%和40.56%，其中2.0、10.0 mmol/L GABA 采前處理防治效果最好，病情指數(shù)顯著低于CK 和0.4 mmol/L GABA 采前處理。結(jié)果表明，適宜濃度的GABA 采前處理對采后芒果果實(shí)的防腐保鮮具有良好效果。

圖1 采前不同濃度GABA 處理對常溫貯藏芒果果實(shí)病情指數(shù)的影響

2.2 采前不同濃度GABA 處理對采后芒果果實(shí)病斑直徑的影響

由圖2 可以看出，對于接種炭疽菌的芒果，在常溫貯藏12 d 時，與CK 相比，不同濃度GABA采前處理均能顯著降低接種點(diǎn)的病斑直徑，有效抑制病斑的擴(kuò)展，其中2.0 mmol/L GABA 采前處理的效果顯著優(yōu)于其他2 個GABA 處理和CK。結(jié)果表明，GABA 采前處理能夠提高采后芒果果實(shí)對炭疽菌侵染的抗性。

圖2 采前不同濃度GABA 處理對刺傷接種芒果炭疽菌病斑直徑的影響

2.3 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期果實(shí)硬度的影響

由圖3 可以看出，CK 的果實(shí)硬度在常溫貯藏過程中呈逐漸降低的變化趨勢，從貯藏4 d 后開始快速降低，而采前GABA 處理的果實(shí)硬度在貯藏前期（0～8 d）沒有明顯的變化，從貯藏8 d 后開始急劇降低，并且貯藏8 d 和12 d 時果實(shí)硬度均顯著高于CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理能有效延緩芒果常溫貯藏期果實(shí)硬度的降低。

圖3 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期果實(shí)硬度的影響

2.4 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期可溶性固形物含量的影響

由圖4 可以看出，在常溫貯藏過程中，CK 的可溶性固形物含量呈先逐漸升高后降低的變化趨勢，貯藏8 d 時達(dá)到最高，然后略有降低，而采前GABA 處理芒果的可溶性固形物含量呈逐漸升高的變化趨勢，其中貯藏4 d 時顯著低于CK，貯藏12 d時顯著高于CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理可延緩芒果貯藏前期可溶性固形物含量的升高，并能提高芒果貯藏后期的可溶性固形物含量。

圖4 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期可溶性固形物含量的影響

2.5 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期維生素C含量的影響

由圖5 可以看出，在常溫貯藏過程中，采前GABA 處理和CK 芒果的維生素C 含量均呈先升高后降低的變化趨勢，在貯藏4 d 時達(dá)到最大值，然后逐漸降低。貯藏0～8 d，采前GABA 處理果實(shí)的維生素C 含量與CK 相比并無明顯的差異，而在貯藏12 d 時，其維生素C 含量顯著高于CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理能夠延緩芒果常溫貯藏期果實(shí)維生素C 含量的降低。

圖5 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期維生素C 含量的影響

2.6 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期檸檬酸含量的影響

由圖6 可以看出，采前GABA 處理和CK 芒果的檸檬酸含量在常溫貯藏過程中均呈逐漸降低的變化趨勢，與CK 相比，采前GABA 處理的檸檬酸含量降低速度較慢，其中在貯藏8 d 和12 d 時均顯著高于CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理能有效延緩芒果常溫貯藏期果實(shí)檸檬酸含量的降低。

圖6 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期檸檬酸含量的影響

2.7 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期莽草酸含量的影響

由圖7 可以看出，在常溫貯藏過程中，采前GABA 處理和CK 芒果的莽草酸含量均呈逐漸降低的變化趨勢，其中CK 降低速度較快，而采前GABA處理降低速度較慢，并且在貯藏4～12 d 時，采前GABA 處理的莽草酸含量均顯著高于同期CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理能顯著延緩芒果常溫貯藏期果實(shí)莽草酸含量的降低。

圖7 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期莽草酸含量的影響

2.8 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期蘋果酸含量的影響

由圖8 可以看出，采前GABA 處理芒果蘋果酸含量的變化趨勢與CK 基本一致，即在常溫貯藏過程中逐漸升高，其中在貯藏4 d 時蘋果酸含量顯著高于CK，而其余貯藏時間與CK 之間差異不顯著。結(jié)果表明，采前GABA 處理提高了芒果貯藏前期（0～4 d）的蘋果酸含量。

圖8 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期蘋果酸含量的影響

2.9 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期奎寧酸含量的影響

由圖9 可以看出，在常溫貯藏過程中，采前GABA 處理芒果奎寧酸含量的變化趨勢與CK 基本一致，即隨貯藏時間的延長逐漸降低。其中在貯藏前期（0～4 d），GABA 處理芒果奎寧酸含量顯著低于CK，而在貯藏后期（12 d），則顯著高于CK。結(jié)果表明，采前GABA 處理可降低貯藏前期果實(shí)的奎寧酸含量，提高貯藏后期果實(shí)的奎寧酸含量。

圖9 采前GABA 處理對芒果常溫貯藏期奎寧酸含量的影響

3 討論與結(jié)論

GABA 是一種四碳非蛋白游離氨基酸，廣泛存在于大多數(shù)原核生物和真核生物中[14]。近年來，GABA 作為一種抗性誘導(dǎo)物質(zhì)，在提高果蔬抗冷性和抗病性方面已有大量的研究報道[4-8]。Yu等[7]研究表明，GABA 處理對采后梨果實(shí)青霉菌（Penicillium expansum）引起的青霉病具有較強(qiáng)的誘導(dǎo)抗性，并且效果最好的處理濃度為100～1 000 μg/mL。在番茄果實(shí)上也有類似的研究結(jié)果，GABA 處理對番茄鏈格孢菌（Alternaria alternata）引起的番茄黑斑病具有較強(qiáng)的誘導(dǎo)抗性，但對真菌本身并沒有直接的殺菌活性。GABA 誘導(dǎo)果實(shí)抗病性的提高與防御相關(guān)酶活性及其相應(yīng)基因表達(dá)的增強(qiáng)有密切關(guān)系[8]。另外，櫻桃番茄和柑橘果實(shí)上的研究結(jié)果也顯示，GABA 處理可降低果實(shí)在貯藏期間的腐爛率[10,15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用GABA 采前噴施處理對防治芒果采后病害具有顯著的效果，不僅能夠降低芒果常溫貯藏期間自然發(fā)病的病情指數(shù)，減輕果實(shí)病害的發(fā)生，而且還能顯著降低接菌芒果的病斑直徑，從而提高芒果對炭疽菌侵染的誘導(dǎo)抗性，其中2.0 mmol/L 的GABA 采前處理效果最好。

GABA 處理在保持果蔬采后品質(zhì)方面也有顯著的效果。有研究發(fā)現(xiàn)，GABA 處理能夠顯著延緩甜櫻桃果實(shí)可溶性固形物含量和可滴定酸含量的降低，從而保持果實(shí)品質(zhì)[9]。陳洪彬等[5]研究表明，GABA 處理不僅能增強(qiáng)冷藏番石榴果實(shí)的耐冷性，還可以維持較高的果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、維生素C 含量和總糖含量等品質(zhì)指標(biāo)。弓德強(qiáng)等[10]研究表明，GABA 處理能有效延緩櫻桃番茄低溫貯藏期可溶性固形物含量和維生素C含量的降低。Zarei等[16]在番茄上的研究表明，采前GABA（10 mmol/L）處理不僅能降低貯藏期果實(shí)的失重率，抑制果實(shí)硬度的降低，還可保持較高的維生素C 含量和可滴定酸含量。在本試驗(yàn)中，GABA（2.0 mmol/L）采前處理不僅能有效延緩果實(shí)硬度的降低，保持較高的維生素C 含量，而且能抑制貯藏前期可溶性固形物含量的升高，保持貯藏后期較高的可溶性固形物含量。結(jié)果表明，GABA 采前處理能延緩芒果果實(shí)后熟衰老，從而有效保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)，而胡偉等[17]在香蕉上的研究顯示，GABA采后處理可通過促進(jìn)香蕉果實(shí)的生理躍變而加速果實(shí)后熟，從而導(dǎo)致果實(shí)硬度的快速降低。這種差異可能與處理水果種類、處理濃度及處理時期的不同有關(guān)。因此，關(guān)于GABA 處理對芒果果實(shí)采后成熟衰老的調(diào)控機(jī)制有待于進(jìn)一步深入研究。

在果實(shí)采后成熟衰老過程中，作為呼吸底物的有機(jī)酸會在三羧酸循環(huán)中被利用，從而造成有機(jī)酸的消耗，含量會逐漸降低[18]。已有研究表明，GABA處理可顯著提高櫻桃番茄和柑橘果實(shí)貯藏期間的檸檬酸含量[10,15]。在本試驗(yàn)中，貴妃芒果果實(shí)的4 種有機(jī)酸中，檸檬酸含量最高，其次是莽草酸，而蘋果酸和奎寧酸含量較低，并且采前GABA 處理可顯著延緩芒果常溫貯藏期間檸檬酸含量和莽草酸含量的降低，提高芒果貯藏前期（0～4 d）的蘋果酸含量和貯藏后期的奎寧酸含量。結(jié)果表明，采前GABA處理能夠延緩芒果中主要有機(jī)酸（檸檬酸和莽草酸）含量的下降，但對不同有機(jī)酸的調(diào)控作用存在一定的差異。因此，關(guān)于采前GABA 處理對采后芒果果實(shí)有機(jī)酸代謝的調(diào)控機(jī)制需要后續(xù)進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，采前GABA 處理能顯著提高采后芒果果實(shí)的抗病性，減輕常溫貯藏期果實(shí)病害的發(fā)生，并能較好地保持果實(shí)的貯藏品質(zhì)。GABA 作為一種誘抗劑，不僅安全、環(huán)保、高效，而且應(yīng)用于芒果采前操作簡單，因此在實(shí)際生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。