Burkholderia sp. NAU16挥发性有机化合物抑制柑橘绿霉病的生防机制及采后保鲜应用研究

为解决化学杀菌剂耐药性及残留问题，南京农业大学团队从高粱根际分离出Burkholderia sp. NAU16，解析其挥发性有机化合物（VOCs）对Penicillium digitatum的抑菌机制。研究发现二甲基三硫醚（DMTS）通过破坏细胞壁、诱导ROS积累和DNA断裂触发凋亡，2×MIC浓度可7天内有效防控柑橘绿霉病，并促进黄酮类代谢物合成。该研究为绿色保鲜技术开发提供新策略。

　　

柑橘作为全球产量最高的水果之一，其采后因真菌感染导致的腐烂问题每年造成高达30%的经济损失，其中由Penicillium digitatum引起的绿霉病尤为严重。当前化学杀菌剂虽为主要防控手段，但耐药性、农药残留及环境污染等问题日益凸显。在此背景下，开发基于微生物挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）的非接触式绿色防控技术成为研究热点。

南京农业大学的科研团队从高粱根系分离获得一株具有广谱抑菌活性的Burkholderia sp. NAU16。通过SPME-GC-MS（固相微萃取-气相色谱质谱联用）技术分析发现，其释放的VOCs中二甲基三硫醚（Dimethyl trisulfide, DMTS）对P. digitatum的抑菌效果最为显著，最低抑菌浓度（MIC）仅0.103 mL/L。进一步机制研究表明，DMTS可通过破坏真菌细胞壁结构、诱导活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS）爆发和DNA断裂等多重途径触发细胞凋亡。在2×MIC浓度下，DMTS熏蒸处理能7天内完全抑制柑橘果实表面的病原菌侵染。尤为重要的是，代谢组学分析揭示DMTS可激活柑橘中黄酮和黄烷醇的生物合成通路，从而增强果实自身抗病性。

研究团队首先通过平板对峙实验证实NAU16菌株对5种植物病原真菌均具有抑制效果，其中对P. digitatum菌丝生长和孢子萌发的抑制率分别达80.9%和89.7%。通过扫描电镜（SEM）观察到DMTS处理后的真菌细胞出现严重皱缩和胞内物质泄漏。流式细胞术检测显示ROS水平较对照组升高4.8倍，伴随明显的DNA片段化现象。在柑橘果实模型中，DMTS处理组发病率较化学杀菌剂组降低76%，且不影响果实品质。

该研究首次系统阐明了Burkholderia源DMTS通过多靶点作用防控柑橘绿霉病的分子机制，其创新性体现在：1）发现DMTS可通过ROS-凋亡通路实现高效抑菌；2）证实VOCs熏蒸可同步激活宿主防御代谢通路；3）建立封闭空间熏蒸的技术参数体系。研究成果发表于《Food Microbiology》，为开发基于微生物VOCs的采后保鲜技术提供了理论依据和应用范式，对推动农产品绿色供应链建设具有重要意义。

讨论部分指出，相较于传统化学杀菌剂，DMTS具有不渗透果实、无残留的优势，且在密闭仓储环境中能维持稳定浓度。但作者也强调，未来需进一步优化VOCs缓释载体技术，并评估开放环境下的应用可行性。该研究为应对全球农产品采后损失挑战提供了中国方案，相关技术已申请国家发明专利。