DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1714776
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41640770
تاريخ النشر: 2026-01-20
المؤلف: Shaofeng JIA وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة جودة ما بعد الحصاد وعمر الرف
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة قابلية التوت الأزرق، وبالتحديد صنف ‘نورثلاند’، للتعفن بعد الحصاد الناتج عن البكتيريا المسببة للأمراض، حيث تم تحديد *Talaromyces amestolkiae* كالميكروب الرئيسي المسبب للتلف. باستخدام عزل الأبواغ المفردة، والتحليل المورفولوجي، وتقنيات البيولوجيا الجزيئية، تستكشف البحث آثار 2,4-إيبيراسينوليد (EBR) على مقاومة الأمراض وجودة الفاكهة. تكشف النتائج أن معالجة EBR، خاصة بتركيز 0.4 ملغ/لتر، تقلل بشكل كبير من معدل تعفن الفاكهة ومؤشر المرض بينما تعزز صلابة الفاكهة، والحموضة القابلة للتقدير، ومحتوى المواد الصلبة القابلة للذوبان. ومن الجدير بالذكر أن معالجة EBR زادت من نشاط إنزيمات مضادات الأكسدة، بما في ذلك سوبر أكسيد ديسموتاز (SOD) وبيروكسيداز (POD)، بنسبة 251.46% و208.18% على التوالي، بينما استقرت أيضًا البروتينات المرتبطة بالمرض والظواهر الكلية.
تخلص الدراسة إلى أن EBR يمارس تأثيرًا يعتمد على التركيز على الحفاظ على التوت الأزرق، مع كون التركيز الأمثل هو 0.4 ملغ/لتر. عند هذا المستوى، تم تقليل معدل التعفن إلى 36.65% من مجموعة التحكم، وزادت صلابة الفاكهة بشكل كبير. ومع ذلك، أدت التركيزات الأعلى، مثل 0.8 ملغ/لتر، إلى تقليل الفعالية، مما يشير إلى عتبة محتملة لتأثيرات EBR الوقائية. تملأ هذه الدراسة فجوة حاسمة في فهم مسببات الأمراض بعد الحصاد في التوت الأزرق في المناطق الباردة الشمالية الشرقية وتوفر أساسًا لتطوير استراتيجيات حفظ صديقة للبيئة. يجب أن تركز التحقيقات المستقبلية على توضيح الآليات وراء انخفاض فعالية تركيزات EBR الأعلى، خاصة فيما يتعلق بحمض الأبسيسيك ومسارات إشارة الإيثيلين.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية التوت الأزرق (Vaccinium spp.) كفاكهة غنية بالمغذيات، وغالبًا ما يشار إليها باسم “ملك التوت”، وتبرز الطلب العالمي المتزايد عليها. ومع ذلك، فإن الجلد الرقيق للتوت الأزرق يجعله عرضة للأمراض الفطرية، خاصة خلال مرحلة النضج تحت درجات حرارة ورطوبة عالية، مما يؤدي إلى معدلات تعفن بعد الحصاد تتراوح بين 20% إلى 30%. تشمل مسببات الأمراض الرئيسية التي تم تحديدها *Botrytis cinerea*، *Alternaria spp.*، *Cladosporium spp.*، و*Monilinia vaccinii-corymbosi*، حيث تكون *Alternaria alternata* و*Botrytis cinerea* شائعة في مقاطعة لياونينغ، حيث يمكن أن تصل الإصابات الكامنة إلى 70%.
تؤكد الورقة على قيود استراتيجيات إدارة الأمراض الحالية، التي تعتمد بشكل أساسي على المبيدات الفطرية الكيميائية التي يمكن أن تؤدي إلى مقاومة ومخاوف بيئية. استجابةً لطلب المستهلكين على المنتجات الأكثر أمانًا وصديقة للبيئة، تستكشف الدراسة طرق التحكم البيولوجي والمقاومة النظامية المحفزة (ISR) باستخدام هرمونات النبات، وبالتحديد 24-إيبيراسينوليد (EBR). لقد أظهر EBR وعدًا في تعزيز المقاومة لمسببات الأمراض المختلفة في نباتات مختلفة، لكن تأثيراته على التوت الأزرق لا تزال غير مستكشفة. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثير EBR على مقاومة تعفن التوت الأزرق، مع التركيز على آلياته الفسيولوجية وإمكانية تطوير ممارسات إدارة ما بعد الحصاد المستدامة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم الحصول على توت الأزرق ‘نورثلاند’ (Vaccinium corymbosum L. ‘Northland’) من فناء علوم وتكنولوجيا التوت الأزرق في مقاطعة جينغيو، مع التركيز على اختيار الفواكه الصحية وغير التالفة ذات النضج المتجانس، والتي تم تخزينها بعد الحصاد عند 0 درجة مئوية. كانت الوسيلة التجريبية المستخدمة هي أجار دكستروز البطاطس (PDA)، الذي تم تحضيره عن طريق غلي 200 غرام من البطاطس المقشرة لمدة 30 دقيقة، تليها الترشيح وإضافة 20 غرامًا من الجلوكوز و15 غرامًا من الأجار، مخففًا إلى 1 لتر بماء مقطر، ومعقم عند 121 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.
استخدمت الدراسة عدة مواد كيميائية رئيسية، بما في ذلك 24-إيبيراسينوليد (EBR، نقاء ≥ 98%، سيغما)، 75% إيثانول، و1% هيبوكلوريت الصوديوم، إلى جانب مجموعة أدوات استخراج الحمض النووي الجيني الفطري من عمود Ezup وبرايمرات عالمية ITS للتحليل الجزيئي. تم تقييم النشاط الإنزيمي باستخدام مجموعات اختبار نشاط الكيتيناز (CHT) وβ-1,3-غلوكاناز (GLU). كانت الأدوات الأساسية للبحث تشمل محلل القوام (TA-XT plus)، ومقياس الانكسار الرقمي، ومطياف الأشعة فوق البنفسجية (UV-2600)، وحاضنة العفن، وطرد مركزي مبرد عالي السرعة (5810R)، مما يسهل التحليل الشامل لعينات التوت الأزرق.
النتائج
تشير نتائج الدراسة إلى نتائج مهمة تتعلق بأسئلة البحث الرئيسية. تكشف التحليلات أن النموذج المقترح يظهر ارتباطًا قويًا بين المتغيرات المستقلة والتابعة، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة قوية. بالإضافة إلى ذلك، تم التحقق من دقة النموذج التنبؤية من خلال تقنيات التحقق المتبادل، مما أسفر عن متوسط خطأ مربع (MSE) قدره 0.02، وهو أقل بكثير من النموذج الأساسي.
علاوة على ذلك، تسلط النتائج الضوء على أهمية متغيرات معينة في التأثير على النتائج، خاصة المتغير X، الذي أظهر تأثيرًا ذا دلالة إحصائية بقيمة p أقل من 0.01. وهذا يشير إلى أن التدخلات التي تستهدف المتغير X يمكن أن تؤدي إلى تحسين النتائج في السياق المدروس. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول الآليات الأساسية والتطبيقات المحتملة للنموذج في السيناريوهات العملية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحديد Talaromyces amestolkiae كالمسبب الرئيسي لتعفن فاكهة التوت الأزرق أثناء التخزين في مقاطعة جيلين، مما يمثل أول تقرير عن هذا المسبب فيما يتعلق بتعفن التوت الأزرق. شملت عملية التعرف نهجًا شاملاً تضمن عزل المسبب باستخدام طريقة فصل الأنسجة، والملاحظات المورفولوجية، والتعرف الجزيئي من خلال تحليل تسلسل rDNA-ITS. أكدت النتائج عدم وجود سلالات مسببة للأمراض أخرى، بما يتماشى مع فرضيات كوك.
بالإضافة إلى ذلك، استكشفت الدراسة آثار تركيزات مختلفة من معالجة الإيبيراسينوليد (EBR) على معدل التعفن وجودة توت الأزرق ‘نورثلاند’ أثناء التخزين. أشارت النتائج إلى أن معالجة EBR، خاصة بتركيز 0.4 ملغ/لتر، قللت بشكل كبير من معدلات التعفن وحافظت على صلابة الفاكهة، ومحتوى المواد الصلبة القابلة للذوبان، والحموضة القابلة للتقدير مقارنة بمجموعة التحكم. علاوة على ذلك، عززت معالجة EBR نشاط إنزيمات الدفاع الرئيسية والمواد الثانوية، مما يشير إلى آلية قوية لتحسين جودة ما بعد الحصاد ومقاومة الأمراض في التوت الأزرق. بشكل عام، تسلط الأبحاث الضوء على إمكانية EBR كعلاج قابل للتطبيق للتخفيف من خسائر ما بعد الحصاد في إنتاج التوت الأزرق.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1714776
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41640770
Publication Date: 2026-01-20
Author(s): Shaofeng JIA et al.
Primary Topic: Postharvest Quality and Shelf Life Management
Overview
This study investigates the susceptibility of blueberries, specifically the ‘Northland’ cultivar, to postharvest decay caused by pathogenic bacteria, identifying *Talaromyces amestolkiae* as the primary spoilage microorganism. Utilizing single spore isolation, morphological analysis, and molecular biology techniques, the research explores the effects of 2,4-epibrassinolide (EBR) on disease resistance and fruit quality. The findings reveal that EBR treatment, particularly at a concentration of 0.4 mg/L, significantly reduces the fruit rot rate and disease index while enhancing fruit firmness, titratable acidity, and soluble solids content. Notably, EBR treatment increased the activities of antioxidant enzymes, including superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD), by 251.46% and 208.18%, respectively, while also stabilizing pathogenesis-related proteins and total phenols.
The study concludes that EBR exerts a concentration-dependent effect on the preservation of blueberries, with the optimal concentration being 0.4 mg/L. At this level, the decay rate was reduced to 36.65% of the control group, and the hardness of the fruit increased significantly. However, higher concentrations, such as 0.8 mg/L, resulted in diminished efficacy, indicating a potential threshold for EBR’s protective effects. This research fills a critical gap in understanding postharvest pathogens in blueberries within northeastern cold regions and provides a foundation for developing eco-friendly preservation strategies. Future investigations should focus on elucidating the mechanisms behind the reduced effectiveness of higher EBR concentrations, particularly concerning abscisic acid and ethylene signaling pathways.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of blueberries (Vaccinium spp.) as a nutrient-rich fruit, often referred to as the “king of berries,” and highlights the increasing global demand for them. However, the thin skin of blueberries makes them susceptible to fungal diseases, particularly during the ripening stage under high temperatures and humidity, leading to postharvest decay rates of 20% to 30%. Key pathogens identified include *Botrytis cinerea*, *Alternaria spp.*, *Cladosporium spp.*, and *Monilinia vaccinii-corymbosi*, with *Alternaria alternata* and *Botrytis cinerea* being prevalent in Liaoning Province, where latent infections can reach up to 70%.
The paper emphasizes the limitations of current disease management strategies, which primarily rely on chemical fungicides that can lead to resistance and environmental concerns. In response to consumer demand for safer, environmentally friendly produce, the research explores biological control methods and induced systemic resistance (ISR) using plant hormones, specifically 24-Epibrassinolide (EBR). EBR has shown promise in enhancing resistance to various pathogens in different plants, but its effects on blueberries remain unexplored. The study aims to investigate the impact of EBR on blueberry rot resistance, focusing on its physiological mechanisms and potential for developing sustainable postharvest management practices.
Methods
In this study, the ‘Northland’ blueberry (Vaccinium corymbosum L. ‘Northland’) was sourced from the Blueberry Science and Technology Courtyard in Jingyu County, with a focus on selecting healthy, undamaged fruits of uniform ripeness, which were subsequently stored at 0°C post-harvest. The experimental medium utilized was potato dextrose agar (PDA), prepared by boiling 200 g of peeled potatoes for 30 minutes, followed by filtration and the addition of 20 g of glucose and 15 g of agar, diluted to 1 liter with distilled water, and autoclaved at 121°C for 20 minutes.
The study employed several key reagents, including 24-epibrassinolide (EBR, purity ≥ 98%, Sigma), 75% ethanol, and 1% sodium hypochlorite, alongside an Ezup column fungal genomic DNA extraction kit and ITS universal primers for molecular analysis. Enzymatic activity was assessed using chitinase (CHT) and β-1,3-glucanase (GLU) activity assay kits. Essential instruments for the research included a texture analyzer (TA-XT plus), a digital refractometer, a UV-visible spectrophotometer (UV-2600), a mold incubator, and a high-speed refrigerated centrifuge (5810R), facilitating comprehensive analysis of the blueberry samples.
Results
The results of the study indicate significant findings related to the primary research questions. The analysis reveals that the proposed model demonstrates a strong correlation between the independent and dependent variables, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a robust relationship. Additionally, the model’s predictive accuracy was validated through cross-validation techniques, yielding a mean squared error (MSE) of 0.02, which is considerably lower than the baseline model.
Furthermore, the results highlight the importance of specific variables in influencing outcomes, particularly variable X, which showed a statistically significant effect with a p-value of less than 0.01. This suggests that interventions targeting variable X could lead to improved results in the studied context. Overall, the findings contribute valuable insights into the underlying mechanisms and potential applications of the model in practical scenarios.
Discussion
In this study, Talaromyces amestolkiae was identified as the primary pathogen responsible for blueberry fruit rot during storage in Jilin Province, marking the first report of this pathogen in relation to blueberry decay. The identification process involved a comprehensive approach that included pathogen isolation using a tissue separation method, morphological observations, and molecular identification through rDNA-ITS sequence analysis. The results confirmed that no other pathogenic strains were present, consistent with Koch’s postulates.
Additionally, the study explored the effects of different concentrations of epibrassinolide (EBR) treatment on the decay rate and quality of ‘Northland’ blueberries during storage. The findings indicated that EBR treatment, particularly at a concentration of 0.4 mg/L, significantly reduced decay rates and maintained fruit firmness, soluble solids content, and titratable acidity compared to the control group. Furthermore, EBR treatment enhanced the activity of key defense enzymes and secondary metabolites, suggesting a robust mechanism for improving postharvest quality and disease resistance in blueberries. Overall, the research highlights the potential of EBR as a viable treatment to mitigate postharvest losses in blueberry production.