内生芽孢杆菌Bacillus toyonensis D-6通过产生抗真菌挥发性有机物3-甲基戊酸有效防控鲜食葡萄采后病害

葡萄采后易受真菌侵染导致腐烂，传统防治方法存在成本高、易产生耐药性等问题。甘肃科研团队从独角莲中分离出内生菌Bacillus toyonensis D-6，发现其挥发性有机物(VOCs)及关键成分3-甲基戊酸(3-MA)可通过破坏病原菌形态结构和细胞膜完整性，显著抑制Penicillium crustosum等致病菌生长，延缓果实品质劣变，为绿色保鲜提供新策略。

　　

葡萄作为全球重要的经济水果，其薄皮多汁的特性却成为采后真菌侵袭的"软肋"。在运输和贮藏过程中，Penicillium spp.（青霉菌）和Alternaria spp.（链格孢菌）等病原真菌常导致果实腐烂，每年造成高达30%的经济损失。传统化学杀菌剂虽能短期见效，但耐药性和农药残留问题日益突出；物理保鲜技术又因设备昂贵难以推广。面对这一产业痛点，甘肃科研团队将目光投向自然界中的"微型护卫"——植物内生菌。

甘肃省科学院生物研究所的研究人员从药用植物独角莲（Typhonium giganteum Engl.）中分离出一株特殊的内生菌Bacillus toyonensis D-6。这株细菌能释放具有"隔空杀菌"能力的挥发性有机物(VOCs)，其关键成分3-甲基戊酸(3-MA)如同隐形防护罩，在不直接接触果实的情况下就能有效抑制病原菌。相关成果发表在《Postharvest Biology and Technology》，为葡萄采后保鲜开辟了新路径。

研究采用多组学联用技术：通过顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用(HS-SPME-GC-MS)解析VOCs成分；结合扫描电镜(SEM)观察菌丝超微结构变化；采用荧光探针法检测细胞膜完整性；建立离体果实模型评估保鲜效果。

【研究结果精要】
◆ 病原菌分离鉴定：从腐烂葡萄中分离出9株真菌，其中Penicillium crustosum G-4能在果实表面形成绿色粉状孢子堆，Alternaria alternata G-5和Arthrinium phaeospermum G-8则产生致密白色菌丝团，后者为首次报道的葡萄采后病原菌。
◆ 抑菌机制解析：D-6菌株VOCs使G-8菌丝扭曲断裂，孢子皱缩率达72.3%。3-MA通过破坏细胞膜电势，导致电解质泄漏（电导率增加2.1倍），并抑制麦角甾醇合成（降低58.6%）。
◆ 保鲜效果验证：50 μL/L 3-MA处理使葡萄贮藏期延长7天，硬度保持率提高63.5%，可溶性固形物损失减少41.2%，且无残留风险。

这项研究不仅首次报道Arthrinium phaeospermum作为葡萄采后病原菌，更创新性地将植物内生菌VOCs转化为"无接触式"保鲜方案。3-MA作为新型生物源抗菌剂，其作用机制不同于传统杀菌剂，能有效规避耐药性问题。该成果为开发基于微生物挥发性有机物的绿色保鲜技术提供了理论支撑，对推动果蔬采后减药增效具有重要意义。