酵母挥发性有机化合物2-苯乙醇和2-苯乙酯对灰葡萄孢的抑菌机制及在葡萄病害防控中的应用研究

为解决合成杀菌剂带来的环境污染和健康风险问题，研究人员开展了一项关于酵母挥发性有机化合物（VOCs）抑制灰葡萄孢（Botrytis cinerea）的研究。通过分离野生葡萄酵母Pichia kluyveri和Pichia kudriavzevii，鉴定出其产生的关键VOCs（2-苯乙醇和2-苯乙酯），并证实其在体外和体内实验中显著抑制灰葡萄孢的菌丝生长和孢子萌发。该研究为开发环保型生物农药提供了新思路，对可持续农业发展具有重要意义。

　　

在农业生产中，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）是导致葡萄采后腐烂的主要病原菌之一，每年造成巨大的经济损失。传统的化学杀菌剂虽然有效，但长期使用不仅导致病原菌产生抗药性，还会对环境和人类健康造成危害。随着欧盟等地区对农药使用的严格限制，寻找安全、可持续的替代方案成为当务之急。微生物挥发性有机化合物（VOCs）因其高效、低毒和易降解的特性，被视为潜在的生物防治手段。然而，目前对酵母VOCs在农业实际应用中的研究仍显不足，特别是在葡萄病害防控方面的系统性研究更是稀缺。

针对这一科学问题，西班牙的研究团队开展了一项创新性研究，旨在评估从野生葡萄中分离的两种酵母——Pichia kluyveri B(F8)和Pichia kudriavzevii C(A4)——产生的VOCs对灰葡萄孢B05.10的抑制效果。研究团队通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（SPME-GC-MS）鉴定了酵母产生的关键VOCs成分，并采用体外和体内实验验证了其抑菌活性。相关成果发表在食品科学与技术领域的重要期刊《LWT》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：通过SPME-GC-MS分析酵母与病原菌互作时产生的VOCs成分；采用双培养系统评估VOCs对灰葡萄孢菌丝生长和孢子萌发的抑制效果；利用刃天青（RZ）代谢活性检测和扫描电子显微镜（SEM）观察VOCs对孢子活力的影响；在离体葡萄和活体葡萄叶片上进行病害防控效果验证。

研究结果部分，3.1节证实了两种酵母的分子鉴定结果。3.2节通过VOCs分析鉴定出24种化合物，其中2-PE和2-PEA在酵母-病原菌互作中含量显著。PCA分析显示不同处理组的VOCs谱存在明显差异。3.3.1节显示2-PEA在0.33 g L^-1
空气浓度下可完全抑制孢子萌发，其IC₅₀
为0.10 g L^-1
，显著优于2-PE。3.3.2节的RZ实验表明所有处理均能显著降低孢子代谢活性，SEM观察证实VOCs导致孢子严重变形和细胞结构破坏。3.3.3节发现酵母VOCs可使菌丝生长减少87-88%，而2-PEA在0.33 g L^-1
时完全抑制生长。3.4节的离体和活体实验显示，P. kudriavzevii C(A4)处理使葡萄病害严重度降低96%，叶片病害降低99%，且能延缓果实褐变。

在讨论与结论部分，研究强调了2-PEA作为新型生物防治剂的潜力，其抑菌效果优于已知的2-PE。酵母VOCs通过破坏病原菌细胞结构和抑制代谢发挥多重抗菌机制。特别值得注意的是，P. kudriavzevii C(A4)在保持果实品质方面表现突出，这对采后保鲜具有重要意义。该研究首次系统评估了这两种酵母VOCs的抑菌效果，并创新性地将RZ检测和SEM技术应用于作用机制研究。虽然目前结果主要来自实验室条件，但为开发基于VOCs的生物农药奠定了重要基础。未来研究需要优化VOCs的田间稳定性和递送系统，并评估其对农产品感官品质的影响，以推动这一绿色防控技术的实际应用。