近日，華南農業大學資源環境學院姚麗賢研究員團隊在荔枝黑皮病發病機制研究方面取得新進展。研究結果以“New Litchidiols and Their Derivatives of Oxidation and Polymerization contribute to the Occurrence of Dark Pericarp Disease in Litchi”為題，發表在農業與食品科學領域期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

荔枝黑皮病（Dark Pericarp Disease, DPD）是由錳脅迫引發的生理性病害，其典型特征為果皮出現不規則深色病斑（圖1）。黑皮病嚴重影響果實外觀品質和經濟價值，對荔枝產業造成了較大沖擊。我們前期研究發現，黑皮病果病斑積累大量活性氧，細胞超微結構受損，推測果皮次生代謝物區隔化失效，導致某些次生代謝物發生氧化/聚合反應，可能是反應產物的累積導致形成肉眼可見的暗色病斑（Liu et al., 2024）。

圖1 不同品種荔枝黑皮病果外觀

（A: 桂味；B: 觀音綠；C: 無核荔；D: 馬貴荔；E: 海墾6號；F: 井崗紅糯）

在本項研究中，研究團隊進一步利用液相色譜、質譜和核磁共振等技術，分離并鑒定病果病斑中呈色的關鍵酚類化合物，并跟蹤這些化合物在黑皮病發生和發展過程中（青果期、轉色期和成熟期）的含量變化。從病果黑皮中鑒定出4種具有C6-C3結構、易于氧化的淺色荔枝酚（5-羥基-8-甲基生育三烯酚、荔枝酚B、C和D）、6種荔枝醌（荔枝酚的氧化物）以及5種深色的荔枝酚二聚體，其中13種化合物為國際上首次報道的天然產物（圖2）。荔枝果皮富含荔枝酚類化合物。果實膨大期荔枝在錳脅迫條件下，果皮荔枝酚快速氧化聚合為二聚體，導致果皮二聚體含量在短期內急劇上升（圖3）。

圖2 荔枝酚及其衍生物結構式

圖3 桂味果實不同發育階段果皮荔枝酚、荔枝醌及荔枝酚二聚體的含量

體外反應顯示，荔枝酚類物質首先被氧化生成荔枝醌類中間體，隨后這些醌類化合物與荔枝酚發生聚合反應，可形成多種二聚體（圖4）。正是這些深色二聚體的累積導致黑皮病果病斑的形成，并合理解釋了田間荔枝黑皮病突然爆發的現象（圖5）。上述發現成功回答了黑皮病果病斑中的暗色物質是什么、以及它們是怎樣形成的科學問題，為該病的防控策略提供了理論依據和思路。

圖4 荔枝黑皮病發病模型

圖5 荔枝黑皮病發病模型

本研究由農業農村部現代農業產業技術體系（CARS-32）和廣州市農業科研項目（2024年，項目編號10）共同資助。

https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c04880