水果采后腐烂主要是由致病真菌引起的,这仍然是农业可持续发展和粮食安全的主要障碍。尽管杀菌剂和储存技术取得了进展,但损失仍然很大,尤其是在发展中国家。
杀菌剂的有效性日益受到病原体抗性和环境问题的限制,凸显了迫切需要采取可持续的方法来增强水果的防腐能力。
2024 年 6 月 19 日,天津科技大学的研究人员在《园艺研究》上发表了一项研究,研究了 DNA 去甲基化对番茄果实防御的影响。该研究题为“5-氮杂胞苷化学诱导 DNA 去甲基化增强番茄果实对灰霉病的防御能力”,探讨了抑制 DNA 甲基化如何激活番茄的防御反应,提出了一种减轻采后真菌感染的新方法。
研究发现,5-氮杂胞苷 (5-Aza) 可诱导 DNA 去甲基化,从而上调植物免疫反应中的关键因子——切丁酶样蛋白 DCL2c,显著增强番茄对灰霉病的防御能力。5-Aza 处理显著提高了几丁质酶和葡聚糖酶等酶的活性,这些酶对抗击真菌病原体至关重要。相反,通过 RNA 干扰抑制 DCL2c 会降低这些酶的活性,强调其在防御中的关键作用。
这项研究表明,化学诱导的 DNA 去甲基化可促使番茄迅速激活防御基因,从而对真菌攻击做出强有力的反应。这种表观遗传方法为增强水果抗病性提供了一种有前途的、可持续的替代方法,有可能减少采后管理中对化学杀菌剂的需求。
“我们的研究结果表明,DNA去甲基化可以显著增强番茄果实抵御采后腐烂的天然防御机制,”该研究的资深作者陆来锋教授说。“这种表观遗传方法不仅可以提高抗病能力,还可以提供化学杀菌剂的可持续替代品,满足对环保农业实践的需求。”
这项研究的意义不仅限于西红柿,因为表观遗传增强果实防御能力的方法可以应用于其他作物,从而有可能在全球范围内减少收获后的损失。这种可持续的方法在缺乏先进存储技术的地区尤其有价值,可以增强天然防御途径,从而提高粮食安全,并最大限度地减少传统杀菌剂对环境的影响。