汉逊德巴利酵母诱导梨果实抗病性的生理机制与转录组分析

为解决梨果实采后青霉病防控难题，研究人员开展汉逊德巴利酵母(D. hansenii)诱导抗性的多组学研究。该研究揭示该酵母通过竞争营养空间、激活防御酶系(PAL/PPO/POD)、调控JA信号通路(AOS/OPR2)和钙信号-MAPK-WRKY级联等机制，显著抑制扩展青霉(P. expansum)并降低丙二醛(MDA)含量。转录组分析发现5条关键通路协同增强梨果抗菌能力，为开发生物防控技术提供理论依据。

　　

在水果供应链中，梨果实采后因机械损伤导致的青霉病堪称"隐形杀手"。扩展青霉(Penicillium expansum)不仅造成果实腐烂，其分泌的棒曲霉素(PAT)更具有神经毒性、免疫抑制和致癌风险。传统化学杀菌剂面临耐药性和环境污染的困境，而物理保鲜方法又存在成本高昂的缺陷。面对这一产业痛点，江苏大学食品与生物工程学院的研究人员将目光投向了一种名为汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)的天然"真菌克星"。

这项发表在《International Journal of Food Microbiology》的研究，首次系统揭示了D. hansenii通过多维机制增强梨果实采后抗病性的奥秘。研究人员采用离体抑菌实验、生理生化检测和转录组测序等技术，以'丰水梨'为材料，在20°C贮藏条件下展开研究。特别关注了1×10⁸ cells/mL酵母浓度对果实防御体系的调控作用。

【Pear fruit, yeast and pathogens】

实验选用花后120天的梨果，经0.5%次氯酸钠表面消毒后，接种D. hansenii和P. expansum。酵母分离自实验室保藏菌种，病原菌则分离自腐烂梨果。

【Effect of D. hansenii concentrations against postharvest blue mold in pear fruit】

关键发现显示，1×10⁸ cells/mL的D. hansenii处理使病斑直径缩小62.5%，且能完全抑制病原菌孢子萌发。酵母通过抢占伤口处的碳源和空间位点，形成"生物屏障"。

【Physiological response analysis】

生理检测表明，酵母处理组的多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性分别提升1.8-2.3倍，总酚和类黄酮含量增加37.2%-45.8%。同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)组成的抗氧化系统被激活，使丙二醛(MDA)含量降低41.7%。

【Transcriptomic analysis】

转录组数据揭示5条关键通路被激活：①茉莉酸(JA)信号通路中丙二烯氧化物合成酶(AOS)和12-氧代植物二烯酸还原酶(OPR2)基因显著上调；②钙离子信号-MAPK-WRKY转录级联被触发；③病程相关蛋白PR1表达量增加5.2倍；④苯丙烷代谢通路关键酶基因表达上调；⑤谷胱甘肽代谢通路被激活。

【Discussion】

研究创新性地提出"D. hansenii三重防护机制"：物理层面的空间竞争、化学层面的抗菌物质分泌、以及生物层面的宿主免疫激活。特别值得注意的是，JA信号通路与WRKY转录因子的协同作用，为理解果实免疫调控提供了新视角。

【Conclusions】

该研究不仅阐明了D. hansenii通过"竞争-抑制-诱导"三位一体机制增强梨果抗病性，更通过转录组图谱揭示了关键信号通路的调控网络。这一发现为开发基于酵母诱导抗性的采后病害绿色防控技术奠定了分子基础，对保障食品安全和减少化学农药使用具有重要实践意义。