荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是我国优势特色水果，占世界产量约77%，具有重要的经济价值。但荔枝果实采后极易腐烂，限制了荔枝的贮藏和运输，造成严重经济损失。荔枝霜疫霉病由荔枝霜疫霉菌（Peronophythora litchii）引起，是导致荔枝果实采后腐烂的最重要病害之一。目前，由于化学杀菌剂的残留造成的潜在安全风险和日益严重的耐药性问题，对环境友好型杀菌剂的需求日益增加。因此，鉴定植物内源免疫诱抗剂并提高植物抗病性，将有助于开发新型环境安全的病害防控策略。植物免疫的第一道防线是病原相关分子模式（PAMPs）诱导的免疫反应。由PAMP诱导表达的植物内源性分泌小肽（PIPs），属于植物免疫信号网络中的关键调节因子。但PIPs在水果采后保鲜，尤其在病害控制中的应用研究仍然有限。
中国科学院华南植物园果蔬保鲜与加工科研团队鉴定到一个编码LcPIP1前体蛋白的基因LcprePIP1，并对其氨基酸序列特征进行分析，发现LcprePIP1产物具有典型的PIP1保守结构域，且具有包含12个氨基酸的成熟肽段。进一步分析发现，荔枝霜疫霉菌（P. litchii）侵染期间，LcprePIP1表达显著升高（图1）。因此，研究团队合成LcPIP1的成熟肽段并处理荔枝果实，发现LcPIP1多肽处理能够通过促进ATP、花青素和木质素的积累以及增强防御反应，提高荔枝果实对荔枝霜疫霉菌的抗性（图2）。此外，LcPIP1处理通过增加胞质内Ca²⁺浓度及活性氧积累，并激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，从而增强免疫应答信号传导。同时研究团队发现转录因子LcWRKY34通过激活LcprePIP1的表达，在LcPIP1诱导的抗病性中发挥关键作用。转录组与代谢组分析表明，LcPIP1处理可调控荔枝果皮中与防御相关的基因表达及代谢物积累。该研究首次揭示了LcPIP1在诱导果实防御反应中的重要作用，为开发控制水果真菌病害的环境友好型保鲜技术提供新路径。
图1. 荔枝果实中LcPIP1的鉴定和化学合成
图2. 外源LcPIP1处理能够提高荔枝果实对荔枝霜疫霉病的抗性
相关研究成果以“Pathogen-associated molecular pattern (PAMP)-induced peptide LcPIP1 derived from litchi promotes the resistance of litchi fruit against litchi downy blight caused by Peronophythora litchii”为题，近期发表在美国化学学会旗下国际食品领域权威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（《农业与食品化学杂志》）（IF5-year=6.4）上。中国科学院华南植物园李涛涛研究员为论文通讯作者，博士研究生叶晓筠为第一作者。该研究得到广东省种业振兴行动专项资金、广东省重点研发项目和广州市科技计划项目的资助。同时，该研究结果获授权国家发明专利1件（图3）。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c02163
图3. 专利授权证书
