菠萝黑心病研究进展

菠萝黑心病是菠萝采后贮藏和运输过程中易发的生理性病害,货架期仅6～8 d,严重制约着菠萝产业和进出口贸易的发展,文稿就近年来巴厘菠萝黑心病发病机理、采前采后防治方法、存在问题及展望3个方面对菠萝黑心病研究现状进行综述。菠萝黑心病病因复杂,发病后涉及一系列复杂生理生化反应过程,发病机理可从酶促褐变、膜脂代谢、糖酸代谢途径、活性氧积累等方面展开研究,防治方法以夏季栽培巴厘果冬季栽培抗病品种为主,控制巴厘菠萝采收时间,气调保鲜结合低温贮藏,菠萝黑心病须综合防控,通过改善栽培措施提高果实品质、选用抗病品种、采前采后处理相结合等一系列措施降低菠萝黑心病的发生。解决菠萝黑心病的根本途径在于品种改良,随着基因编辑技术的进步以及菠萝遗传转化体系的日臻成熟,巴厘菠萝黑心病必将从根本上消除,极大促进雷州半岛菠萝产业的发展。     

低温贮藏对控制菠萝黑心病和保持品质的影响

为了控制黑心病的发生、保持鲜食菠萝的品质,考察了低温贮藏对主栽品种“巴厘”菠萝黑心病和主要品质指标的影响及其相关机理。将菠萝分别贮藏于(8±1)℃和(12±1)℃,以室温（26～30℃）为对照。与常温贮藏相比,在23 d贮藏期内,2种低温贮藏均显著降低了菠萝黑心病的发病程度,减少了菠萝果实的质量损失,提高了菠萝果实的维生素C（Vc）和可滴定酸（TA）含量,延缓菠萝果实的可溶性固形物（TSS）含量的下降。以(8±1)℃贮藏效果较好。低温贮藏还降低了贮藏期间超氧阴离子（O2－）产生速率,抑制菠萝果实中脂氧合酶（LOX）活性的升高和丙二醛（MDA）的积累。这些结果表明,低温贮藏抑制菠萝黑心病、保持果实品质与降低膜脂过氧化程度及延缓衰老有关。     

菠萝黑心病机理研究进展

菠萝黑心病是菠萝采后的主要病害之一。黑心病病果通常无明显的外部特征,难以在外观上与正 常果实进行区分。菠萝黑心病的初期症状是果心基部附近出现半透明的小斑点;随着病情的发展,果肉中逐渐 开始出现黑褐色色素沉着,并逐步蔓延整个菠萝果实。近年来,由于滥用赤霉素壮果等原因,过去不易发生黑 心病的菠萝夏果中也可见相关报道,给整个菠萝产业造成了巨大的经济损失。国内外学者已对菠萝黑心病的潜 在机理进行了长期研究,并提出了多种解决方案。因此,总结现有的菠萝黑心病研究进展,对于研究菠萝黑心 病的内在机理,培育抗黑心病品种以及提高菠萝产业的生产效率均具有积极作用。 总结了影响菠萝黑心病发生 的采前与采后因素及其相应对策,并结合相关激素信号通路的研究进展提出了菠萝黑心病发生过程的可能模型。 模型分为 3 个阶段,即初始阶段、细胞凋亡执行阶段和褐变阶段。低温胁迫是菠萝黑心病的主要诱发因素,在 起始阶段起到诱导活性氧产生、损伤质膜的作用;赤霉素信号在低温胁迫信号的下游,即黑心病细胞凋亡执行 阶段发挥着重要作用;而多酚氧化酶在菠萝黑心病褐变阶段催化的褐变反应是一种次级反应,多酚氧化酶的表 达水平与黑心病的发生率并无直接关联性。     

低温贮藏对控制菠萝黑心病和保持品质的影响

为了控制黑心病的发生、保持鲜食菠萝的品质,考察了低温贮藏对主栽品种“巴厘”菠萝黑心病和主要品质指标的影响及其相关机理。将菠萝分别贮藏于(8±1)℃和(12±1)℃,以室温（26～30℃）为对照。与常温贮藏相比,在23 d贮藏期内,2种低温贮藏均显著降低了菠萝黑心病的发病程度,减少了菠萝果实的质量损失,提高了菠萝果实的维生素C（Vc）和可滴定酸（TA）含量,延缓菠萝果实的可溶性固形物（TSS）含量的下降。以(8±1)℃贮藏效果较好。低温贮藏还降低了贮藏期间超氧阴离子（O2－）产生速率,抑制菠萝果实中脂氧合酶（LOX）活性的升高和丙二醛（MDA）的积累。这些结果表明,低温贮藏抑制菠萝黑心病、保持果实品质与降低膜脂过氧化程度及延缓衰老有关。     

外源抗坏血酸处理对采后菠萝黑心病发生和果实品质的影响

为了探明抗坏血酸对菠萝果实采后保鲜的有效性,本研究以“巴厘”菠萝（Ananas comosus cv. Comtede Paris） 为材料,分别用 0.2%和 0.4%（质量体积百分比 w/V）的抗坏血酸（L-Ascorbic acid,AsA）浸泡处理,以清水浸泡为 对照,0.02 mm 厚聚乙烯打孔薄膜袋包装后,于常温(25±2)℃、相对湿度 85%~95%的水果储藏库中贮藏,观察采后菠 萝黑心病发生与果实品质的变化。结果表明：AsA 处理有效地延缓菠萝黑心病的发生,保持菠萝果实的硬度,抑制可 滴定酸、可溶性固形物和维生素 C 含量的减少,在贮藏后期能够有效地抑制丙二醛（MDA）的积累。果肉氧化酶活性 测定结果表明,0.2% AsA 处理可抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）活性增加,保持较高的过氧化物酶 （peroxidase,POD）活性。可见,AsA 能够有效地延缓菠萝黑心病的发生,保持采后菠萝的食用品质,抑制采后菠萝 果实酚类物质酶促氧化的发生,延缓菠萝贮藏期间的衰老进程,并且 0.2% AsA 的处理效果优于 0.4% AsA 的处理效果, 因此 0.2% AsA 为最佳处理浓度。     

基于能量谱和吸光度谱的马铃薯黑心病判别模型优化

马铃薯储藏过程中,在高温、缺氧等环境下,极易产生黑心病等内部缺陷,严重影响马铃薯加工品的品质和原料加工利用率。黑心病薯无法从外观分辨,传统检测方法需要将马铃薯切开后判断,仅适用于抽样检测。基于自主研发的马铃薯内部品质光谱检测装置进行光谱数据采集,分别采集234条健康马铃薯和236条黑心病马铃薯能量谱和吸光度谱数据用于判别模型建立,采用随机法按3∶1将样本集划分为校正集和验证集,以灵敏度、特异性指数、分类正确率作为模型评价指标。基于吸光度谱,经标准化（Auto）预处理后,在波段500~950nm范围内建立马铃薯黑心病偏最小二乘线性判别模型（PLS-LDA）,并通过竞争性自适应重加权法与连续投影法（CARS-SPA）进行联合变量筛选,最终采用9个变量,对黑心病判别的灵敏度、特异性指数、总分类正确率分别达98.87%、98.30%和98.44%。基于能量谱,采用双波长相关系数法,分别计算任意波长对组合的能量差值和比值,与黑心病进行相关分析,最终采用2个变量能量比值T699/T435建立线性判别模型（LDA）,对黑心病判别的灵敏度、特异性指数、总分类正确率分别达97.71%、96.15%和97.67%。因此,基于吸光度谱的CARS-SPA-PLS-LDA模型和基于能量谱的(T699/T435)-LDA模型均可有效识别马铃薯黑心病,与吸光度谱模型相比,能量谱模型仅采用2个变量,模型更简单稳定,并且解决了白背景与暗电流2个参比限制的难题,适用性更广泛。