番茄(Solanum lycopersicum L.)是一种高价值的园艺作物,因其丰富的植物营养素而以新鲜、加工或烹饪的形式在全球范围内被消费(Rizwana等人,2021年)。然而,它容易受到真菌病原体,特别是灰葡萄孢的侵害(Zhang等人,2025年)。灰葡萄孢是一种坏死营养型病原体,可感染番茄的多种组织,包括果实、叶片和茎(Leroux,2007年;Nifakos等人,2021年;Wu等人,2025年)。由于其生命周期短和遗传变异快,它被认为是全球第二重要的植物病原体(Dean等人,2012年)。它的适应性还使其能够在广泛的温度范围内生存,从23°C到冷藏条件下的4°C(Shah等人,2009年),从而导致采前和采后因组织快速腐烂而造成的重大损失(Liu等人,2017年;Breeze,2019年)。
番茄组织富含纤维素、半纤维素和果胶等结构多糖。这些成分可以作为灰葡萄孢的营养来源,可能增加寄主的易感性(Blanco-Ulate等人,2014年;Cosgrove,2024年),同时也参与物理防御机制(Lecompte等人,2017年)。在感染过程中,灰葡萄孢分泌多种胞外酶,包括碳水化合物酯酶、果胶甲基酯酶、糖苷水解酶、多糖裂解酶、(半)纤维素酶和木聚糖酶,以降解这些糖聚合物(Blanco-Ulate等人,2014年;Bacete等人,2018年)。这种坏死营养型活动抑制了寄主的糖酵解和三羧酸循环,降低了感染组织中的蔗糖/葡萄糖比例(Berger等人,2004年;Vega等人,2015年)。同时,蔗糖、葡萄糖和果糖等中枢代谢物参与了植物-病原体相互作用(Morkunas和Ratajczak,2014年;Vega等人,2015年),其中果糖水平的升高可能增强番茄对坏死营养型病原体的防御能力(Wang等人,2016年;Lecompte等人,2017年)。此外,诱导的果实成熟可能会分解果胶,从而限制灰葡萄孢对果胶多糖的获取(Silva等人,2023年)。尽管有这些认识,但番茄组织中灰葡萄孢感染部位周围的多糖谱仍不甚清楚。
为了防止番茄产量损失,通常会施用杀菌剂(Fernández-Ortuño等人,2015年)。常用的杀菌剂类别包括二羧酰亚胺类(如异丙环唑)、苯胺嘧啶类(如嘧菌胺)、甾醇去甲基化抑制剂(如戊唑醇)、琥珀酸脱氢酶抑制剂(如 boscalid)和醌类抑制剂(如吡唑醚菌酯)(Harper等人,2022年)。然而,由于这些杀菌剂的作用位点单一,灰葡萄孢对其的抗性日益普遍,导致出现了具有多种单倍型和抗性谱型的分离株(Shao等人,2021年;Lacrampe等人,2023年)。这些分离株在适应特定寄主条件下的感染机制方面存在差异(Iwaniuk和Lozowicka,2022年;Orozco-Mosqueda等人,2023年)。很少有研究将番茄果实中不同的多糖模式与灰葡萄孢分离株的遗传多样性和抗性多样性联系起来(Zhang等人,2025年)。
可持续控制灰葡萄孢病害需要更深入地了解不同灰葡萄孢分离株感染下的多糖重塑过程(Silva等人,2023年)。本研究的目的是表征番茄果实的多糖谱,并比较两种不同灰葡萄孢分离株在有无杀菌剂处理下的多糖重塑模式。同时,使用高效离子色谱法量化了单糖组成和比例的变化,并检测了与果糖代谢和防御反应相关的关键基因的表达。阐明这些细节可能揭示分离株特异性的感染机制,并为灰葡萄孢病害的控制提供新的策略。