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Study on the Tolerance of Three Pathogens to Temperature and pH Value on‘Dongzao‘Jujube Fruit

冬枣果实三种主要病原细菌对温度和pH值的耐受力研究



全 文 :林业科学研究 2005 ,18 (2) :199~203
Forest Research
  文章编号 :100121498 (2005) 0220199205
冬枣果实三种主要病原细菌对温度和 pH 值
的耐受力研究
王亚萍1 ,2 , 梁丽松1 , 王贵禧1 3 , 李艳菊3
(11 中国林业科学研究院林业研究所 ,国家林业局林木培育重点实验室 ,北京 100091 ;
21 西北农林科技大学林学院 ,陕西 杨凌 712100 ;31 中国农业科学院 ,北京 100081)
摘要 :研究了冬枣采后烂果上分离的 3 种主要病原细菌假单胞杆菌 ( Pesudomonas sp. ) 、黄单胞杆菌 ( Xanthomonas sp. )和
欧氏杆菌 ( Erwinia sp. )对温度和 pH值的耐受力。结果表明 ,假单胞杆菌的低温和高温耐受力分别为 0 ℃和 5715 ℃;
黄单胞杆菌的低温和高温耐受力分别为 - 2 ℃和 55 ℃;欧氏杆菌的低温和高温耐受力分别为 0 ℃和 5715 ℃。3 种病
原细菌对偏碱性环境耐受力较强 ,假单胞杆菌在 pH值 10 时才停止生长 ,黄单胞杆菌和欧氏杆菌在 pH值 12 时仍能生
长 ;在酸性范围内 ,当 pH值 2~4 时生长均受到抑制。pH、温度和时间复合处理的试验中 ,在 pH值 3~4 ,处理时间 6~
10 min ,假单胞杆菌处理温度在 45 ℃,黄单胞杆菌在 55 ℃,欧氏杆菌在 50 ℃时 ,生长受到显著抑制。
关键词 :冬枣 ;病原细菌 ;温度 ;pH值 ;耐受力
中图分类号 :S76311    文献标识码 :A
收稿日期 : 2004211212
基金项目 : 国家“十·五”重大科技专项“特色果品贮藏保鲜技术及设备研究与开发”(2001BA501A09)的部分内容
作者简介 : 王亚萍 (1978 —) ,陕西临潼人 ,在读硕士生.3 通讯作者.
Study on the Tolerance of Three Pathogens to Temperature
and pH Value on‘Dongzao’Jujube Fruit
WANG Ya2ping1 ,2 , LIANG Li2song1 , WANG Gui2xi1 , LI Yan2ju3
(1. Research Institute of Forestry ,CAF; Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation , State Forestry Administration ,Beijing 100091 , China ;
2. Forestry College , Northwest Sci2tech University of Agriculture and Forestry , Yangling  712100 , Shaanxi , China ;
3. Chinese Academy of Agricultural Sciences ,Beijing  100081 , China)
Abstract :The tolerance of three pathogens ( Pseudomonas sp . , Xanthomonas sp . and Erwinia sp . ) to temperature and pH value
was studied. The pathogens could induce‘Dongzao’jujube fruit decay. The results showed that the tolerance of Pseudomonas
sp . to low and high temperature was 0 ℃and 57. 5 ℃, Xanthomonas sp1’s was - 2 ℃and 55 ℃, Erwinia sp .’s was 0 ℃
and 57. 5 ℃. The tolerance of the three pathogens to alkalescence was more resistant , Pseudomonas sp . could not growth until
pH value was 10 , Xanthomonas sp . and Erwinia sp . could still growth normally when pH value was 12 ; at the range of acidity ,
when pH value was 2~4 , the growth of three pathogens were inhibited. In the combination test of pH , temperature and time ,
when pH value range was 3~4 , the treatment time was 6~8 min , the temperatures of Pseudomonas sp . , Xanthomonas sp . and
Erwinia sp . were 45 ℃, 55 ℃and 50 ℃respectively , their growth were inhabited obviously.
Key words :‘Dongzao’jujube ; pathogens ; temperature ; pH value ; tolerance
冬枣 ( Zizyphus jujuba Mill . cv. Dongzao) 是一个
稀有的晚熟优质鲜食品种[1 ] ,但采后自然保鲜能力
很差 ,在贮藏期间极易发生腐烂 ,丧失商品和食用价
值。目前对枣贮藏期病害的研究主要集中在对病原
菌的分离鉴定 ,且对真菌研究较多[2~4 ] 。但细菌性
病害也是比较重要的冬枣贮藏期病害 ,辛玉成等[5 ]
对冬枣采收前后烂果病的类型及病原进行了研究 ,
得出冬枣果实烂果病害主要由 3 种病原细菌 :假单
胞杆菌 ( Pseudomonas sp . ) 、黄单胞杆菌 ( Xanthomonas
sp . ) 、欧氏杆菌 ( Erwinia sp . ) 和 2 种病原真菌 :链格
孢菌 ( Alternatia sp . ) 、粉红单端孢菌 ( Trichothecium
sp . )等单独或复合侵染所致。本文研究了冬枣的 3
种主要病原细菌对温度和 pH值的耐受能力 ,探讨通
过非农药方法控制冬枣果实病害的可行性。
1  材料和方法
111  试验材料
采后腐烂冬枣上分离纯化的 3 种病原细菌 :假
单胞杆菌 ( Pseudomonas sp1) 、黄单胞杆菌 ( Xan2
thomonas sp . ) 和欧氏杆菌 ( Erwinia sp . ) ,由莱阳农学
院辛玉成教授提供。
112  试验方法
将 3 种病原细菌活化后 ,分别取一环于 10 mL
无菌水中配成菌悬液备用。以下试验方法参照刘琼
光、方中达等[6 ,7 ] 的方法 ,有改进。细菌的生长量以
培养液的 OD620值表示。
11211  病原细菌的低温耐受力 接种 012 mL 菌悬
液于含有 10 mL 无菌水的试管中 ,摇匀 ,从中取 015
mL 加入盛有 5 mL NA 培养液的试管中 ,分别于 - 4
℃、- 2 ℃和 0 ℃低温下培养 ,每处理 3 次重复 ,于不
同培养时期在 620 nm 波长下测 OD 值 ,比较病原菌
的生长量。以常温 (28~30 ℃)处理为对照。
11212  病原细菌的高温耐受力 接种 012 mL 菌悬
液于含有 10 mL 无菌水的试管中 ,摇匀后于 50、
5215、55、5715、60 ℃分别保温 2、4、6、8、10 min ,取出
立即冷却至室温。再从各处理管中取 015 mL 菌液
于有 5 mL NA 培养液的试管中 ,摇匀 ,在 28~30 ℃
恒温培养 ,于 24 h 时在 620 nm 波长下测OD 值 ,比较
病原菌的生长量 ,每处理 3 次重复。以未作温度2时
间处理为对照。
11213  病原细菌对 pH 值的耐受力  用 1N HCl 和
1N NaOH调节 NA 培养液的 pH 值分别为 210、310、
410、510、610、710、810、910、1010、1110、1210 ,灭菌后
每 5 mL 分装于试管备用。
接种 012 mL 菌悬液于含有 10 mL 无菌水的试
管中 ,摇匀 ,从中取 015 mL 分别加入盛有 5 mL 不同
pH值 NA 培养液的试管中 ,摇匀 ,于 28~30 ℃恒温
培养 24~96 h ,在 620 nm 波长下测 OD 值 ,每处理 3
次重复。以 NA 培养液不调 pH为对照。
11214  pH值与温度、时间的复合处理对三种病原
细菌生长的影响 调节蒸馏水的 pH 值分别为 210、
310、410、510、610 ,每试管分装 10 mL ,灭菌后每管加
012 mL 菌悬液分别在 35、40、45、50、55 ℃处理 6 min
和 10 min ,取出后立即冷却至室温。分别从各处理
管中取 015 mL 于 5 mLNA 培养液中 ,摇匀 ,在 28~30
℃恒温培养 24 h ,测定其 OD 值 ,每处理 3 次重复。
以不作 pH2温度2时间处理为对照。
113  数据处理
本试验结果采用 SPSS 和 SAS 统计软件进行数
据分析。
2  结果与分析
211  病原细菌生长的低温耐受力
由表 1 可见 ,低温对 3 种病原细菌的生长均有
显著的抑制作用。3 种细菌在 - 4 ℃下完全不能生
长 ;在 - 2 ℃下 ,欧氏杆菌和假单胞杆菌均不能生
长 ,黄单胞杆菌则略有生长 ,但生长速率很慢 ;0 ℃
下 3 种细菌均略有生长 ,且欧氏杆菌、黄单胞杆菌与
假单胞杆菌的生长量差异极显著 ( P < 0101) 。由此
可见 ,假单胞杆菌和欧氏杆菌的低温耐受力为 0 ℃,
黄单胞杆菌的低温耐受力为 - 2 ℃。
表 1  三种细菌生长的低温耐受力 OD 值
菌种
- 4 ℃
12 d 24 d 36 d
- 2 ℃
12 d 24 d 36 d
0 ℃
12 d 24 d 36 d
CK(28 ℃)
1 d
假单胞杆菌 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01002 a 01000 a 01001 a 01012 a
黄单胞杆菌 01000 a 01000 a 01000 a 01001 a 01000 a 01001 a 01000 b 01000 a 01003 b 01061 b
欧氏杆菌 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01000 a 01001 ab 01000 a 01004 b 01616 c
  注 :同一列字母相同的为在 0101 显著水平上差异不显著。
002 林  业  科  学  研  究 第 18 卷
图 1  三种细菌生长的高温耐受力
212  病原菌生长的高温耐受力
假单胞杆菌在 50 ℃和 5215 ℃处理 2 min 时的
生长量显著大于相同温度下的其它时间处理 ( P <
0101) 。随处理温度的升高和处理时间的延长 ,其生
长量明显下降。5715 ℃处理 2 min 和 4 min 时假单
胞杆菌的 OD 值分别为 01059 和 01045 ,当处理时间
超过 6 min 时其 OD 值下降为 0。说明假单胞杆菌的
高温耐受力为 5715 ℃。
黄单胞杆菌经 50 ℃和 5215 ℃各个时间段处理
均可以正常生长 ,在这两个温度处理中 ,处理 6~10
min 的 OD 值均显著低于 2~4 min ( P < 0105) 。在
5215 ℃处理 10 min 时 ,其 OD 值为 01081 ,而经 55 ℃
各个时间处理的 OD 值均下降为 0 ,不能生长 ,由此
可知黄单胞杆菌的高温耐受力为 55 ℃。
欧氏杆菌对高温的耐受力较强。经 50 ℃、5215
℃和 55 ℃处理 ,随处理温度的升高和处理时间的延
长 ,欧氏杆菌的生长量呈下降趋势 ,但差异不显著 ( P
> 0105) 。在 55 ℃处理 10 min 时 ,欧氏杆菌的 OD 值
为 01402 ,当温度升高到 5715 ℃时 ,其 OD 值急剧下降
为 0 ,表明欧氏杆菌的高温耐受力为 5715 ℃。
213  病原菌对 pH的耐受力
假单胞杆菌在 pH 值 < 5 和 pH 值 > 9 的条件下
不能生长 ,在 pH值 5~9 之间均可生长 ,且从 24~96
h 其生长量持续稳定增长。pH值为 6~9 时 ,假单胞
杆菌的 OD 值差异不显著 ( P > 0105) ,但显著大于
pH值 5 时的 OD 值 ( P < 0101) 。说明假单胞杆菌生
长的适宜 pH值 6~9 ,最适为 pH值 8 ,在强酸和强碱
条件下其生长均受到严重抑制 (图 2A) 。
黄单胞杆菌在 pH值 < 4 时不能生长 ,当 pH值 5
~7 时 ,黄单胞杆菌在 48 h 内生长迅速 ,48 h 以后生
长速度明显减慢甚至停止生长 (图 2B) 。在 pH 值 4
条件下 ,黄单胞杆菌生长缓慢 ,从 pH 值 5 开始其生
长量迅速增加 ,pH 值 8 以后虽明显下降 ,但仍能生
长。说明黄单胞杆菌对 pH 值 > 8 的碱性环境有很
强的耐受力 ,pH值 5~7 为其生长的适宜 pH 范围 ,
最佳 pH值为 7。
图 2  三种细菌生长的 pH条件
102第 2 期 王亚萍等 :冬枣果实三种主要病原细菌对温度和 pH值的耐受力研究
欧氏杆菌在 pH值 4~12 之间均可生长 ,且从 24
~72 h 其生长量持续稳定增长 ,72 h 以后生长量基
本维持不变 (图 2C) 。pH 值 8 和 9 时 ,欧氏杆菌的
OD 值差异不显著 ( P > 0105) ,但与其它 pH 值处理
的 OD 值差异显著 ( P < 0105) ,生长量明显大于其它
处理。当在 pH值 10~12 的强碱性条件下欧氏杆菌
仍可生长 ,表明其对碱性的耐受力极强。其生长的
最适 pH值为 8~9。
以上分析可知 ,3 种病原细菌对 pH 值 2~4 的
酸性条件耐受力较差 ,在 pH值 2 和 3 的强酸性环境
中均不能生长。假单胞杆菌在 pH值 10~12 的碱性
条件下不能正常生长 ,而黄单胞杆菌和欧氏杆菌在
pH值 8~12 的碱性条件下均能够生长 ,说明后两种
细菌对强碱性环境有很强的耐受能力。
214  pH、温度、时间复合处理对病原细菌生长的影响
处理温度和 pH 值对假单胞杆菌的生长有显著
影响 ( P < 0105) ,处理时间则对其生长影响不显著
(图 3A) 。各个温度处理中 ,随着 pH 值的增大 ,假单
胞杆菌的生长量呈上升趋势 ,且差异极显著 ( P <
0101) 。pH值 3~4 的 OD 值明显小于 pH 值 5~6 的
OD 值。在 pH值 3 条件下 ,除 35 ℃处理的菌有缓慢
生长外 ,其它各处理的菌均不能生长 ;pH 值 4 时 45
℃处理 10 min 与 50 ℃、55 ℃处理的菌均不生长 ;在
pH值 5 条件下 ,50 ℃处理 10 min 与 55 ℃处理的菌
均不生长 ,而在 pH 值 6 条件下 ,各个处理均能正常
生长。
图 3  不同处理温度、时间和 pH对三种病原细菌生长的影响
202 林  业  科  学  研  究 第 18 卷
处理温度和 pH 对黄单胞杆菌的生长有极显著
影响 ( P < 0101) ,而处理时间对其生长影响不显著
( P > 0105) (图 3B) 。在各个 pH值中 ,黄单胞杆菌在
35 ℃下的生长量均为最大 ,与在 40 ℃和 45 ℃下的
生长量差异不显著 ( P > 0105) ,在 50 ℃下其生长量
明显减小 ,55 ℃时几乎不能生长。在 pH 值 3 时黄
单胞杆菌的生长量最小 ,且与其它处理有显著差异
( P < 0105) ,在 pH 4 和 pH 5 条件下其生长量之间差
异不显著 ,但与 pH 值 6 的生长量之间差异显著 ( P
< 0105) 。在 35~50 ℃的各处理中 ,随酸性的减弱 ,
黄单胞杆菌的生长量呈明显的增长趋势。在 55 ℃
条件下 ,各 pH处理的黄单胞杆菌几乎不能生长。
除 45 ℃外 ,其它温度下处理时间对欧氏杆菌的
生长无显著影响 ( P > 0105) 。欧氏杆菌在 pH 值 3
条件下 ,处理温度高于 50 ℃就不能生长 ;在 pH 值 4
条件下 ,45 ℃处理 10 min 以及温度高于 50 ℃时均
不能生长 ;pH 值 5 时 ,温度高于 50 ℃不能生长 ;在
pH值 6 条件下 ,50 ℃处理 10 min 以及温度高于 55
℃不能生长 (图 3C) 。
上述研究结果表明 ,处理温度和 pH对 3 种病原
细菌的生长均有显著影响 ( P < 0105) ,而处理时间对
其生长影响不显著。随着环境中 pH 值的增大 ,3 种
细菌的生长量在总体上均呈上升趋势。在酸性条件
下 ,其生长均受到抑制 ,且酸性越强 ,抑制作用越明
显。
3  结论与讨论
每种病原菌生长都需要一定的温度条件 ,温度
过高或过低 ,均会对病原菌的生长产生抑制作用 ,甚
至引起死亡。本研究结果表明 :低温和高温耐受力
假单胞杆菌分别为 0 ℃和 5715 ℃;黄单胞杆菌分别
为 - 2 ℃和 55 ℃;欧氏杆菌分别为 0 ℃和 5715 ℃。
在冬枣低温贮藏期间 ,要控制病原细菌引起的果实
病害 ,贮藏温度应设定在 - 2 ℃以下。热处理已经
成为一种控制果实采后病害的措施 ,冬枣采后热处
理一般采用 50~55 ℃、6~8 min[8 ] 。从本试验热处
理对 3 种细菌病原的生长来看 ,均显示出处理温度
为 50 ℃和 55 ℃、处理时间 6~10 min 才能对其有明
显的抑制作用。本研究结果与实际应用效果一致。
3 种病原细菌生长的 pH 值范围较宽 ,但均表现
出对碱性环境的耐受力强于对酸性环境。在碱性范
围内 ,假单胞杆菌在 pH值达到 10 时才停止生长 ,黄
单胞杆菌和欧氏杆菌在 pH 值达 12 时仍能生长 ;在
酸性范围内 ,当 pH 值 2~4 时 3 种病原细菌的生长
才受到抑制。根据这一研究结果 ,在进行洗果等采
后处理以及配制冬枣保鲜剂等方面的措施时 ,应尽
量控制在酸性环境 ,以达到抑制病原菌、减少果实病
害发生的目的。
pH、温度和时间复合处理的试验中 ,在 pH 值为
3~4 ,处理时间 6~10 min ,假单胞杆菌处理温度为
45 ℃、黄单胞杆菌为 55 ℃、欧氏杆菌为 50 ℃时 ,其
生长受到显著抑制。因此在实施采后热处理时 ,应
充分考虑 pH的作用 ,以尽量降低处理温度并缩短处
理时间 ,减轻热处理造成的促进衰老的影响。
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302第 2 期 王亚萍等 :冬枣果实三种主要病原细菌对温度和 pH值的耐受力研究