褪黑素诱导的罗伦隐球酵母通过调控细胞壁和膜脂代谢抑制葡萄柚采后青霉病的研究

为解决葡萄柚采后易感染青霉病导致腐烂变质的问题，研究人员开展了褪黑素(MT)诱导罗伦隐球酵母(C. laurentii)调控细胞壁和膜脂代谢的研究。结果表明，MT-C. laurentii处理显著降低了病害发生率，抑制了细胞壁降解酶(PE、PG、β-GAL等)活性，增强了SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，维持了细胞壁完整性和膜脂稳定性。该研究为开发安全高效的采后生物防治技术提供了新思路。

　　

葡萄柚作为高营养价值的水果，在采后贮藏运输过程中极易感染青霉菌(Penicillium expansum)等病原菌，导致青霉病等采后病害，造成严重经济损失。目前主要依赖化学杀菌剂防治，但存在病原菌抗药性和环境污染等问题。寻找安全高效的生物防治方法成为研究热点，其中拮抗酵母因其无毒、环保等优势备受关注。然而，单独使用拮抗酵母防治效果易受环境因素影响，如何提高其生防效力成为关键科学问题。

西南林业大学林学院的研究人员创新性地将褪黑素(MT)这种天然抗氧化剂与罗伦隐球酵母(Cryptococcus laurentii)结合，探究了MT诱导的C. laurentii(MT-C. laurentii)对葡萄柚采后青霉病的防治效果及其作用机制。研究发现MT-C. laurentii处理能显著抑制青霉病发生，延缓果实衰老，相关成果发表在食品科技领域权威期刊《LWT》上。

研究人员采用了多种技术方法开展研究：通过体外培养获得MT-C. laurentii悬浮液；采用转录组测序分析差异表达基因(DEGs)；利用qRT-PCR验证关键基因表达；测定抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和细胞壁降解酶(PE、PG、Cx等)活性；分析细胞壁组分(原果胶、WSP、CSP等)变化；通过透射电镜(TEM)观察细胞超微结构；并系统评估了果实品质参数(硬度、TSS、TA等)。

研究结果显示，MT-C. laurentii处理显著降低了葡萄柚青霉病的发病率和病斑直径。转录组分析发现，处理组有13,615个差异表达基因，主要富集在脂质代谢和次级代谢物生物合成通路。qRT-PCR验证显示，脂质代谢相关基因(DGK、LOX2S等)和转录因子(WRKY33、WRKY22)表达发生显著变化。

在抗氧化系统方面，MT-C. laurentii处理显著提高了SOD、POD和CAT活性，降低了LOX活性和MDA含量，有效清除了H₂O₂和O₂^-等活性氧，抑制了膜脂过氧化。细胞壁代谢研究表明，处理维持了较高的原果胶、CSP和木质素含量，降低了WSP含量，抑制了PE、PG、Cx、β-GAL和α-L-Af等细胞壁降解酶的活性及其相关基因(CpPE、CpPG等)表达。TEM观察证实，处理组细胞壁结构保持更完整，细胞器和膜系统损伤较轻。

品质分析显示，MT-C. laurentii处理显著延缓了果实硬度下降，保持了较高的可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)和抗坏血酸(AsA)含量，有效维持了葡萄柚的采后品质。相关性分析表明，病害发生与细胞壁组分变化和降解酶活性密切相关。

该研究首次揭示了MT-C. laurentii通过协同调控细胞壁代谢和膜脂过氧化来增强葡萄柚抗病性的分子机制。一方面通过激活脂质代谢和次级代谢通路，增强抗氧化防御系统；另一方面抑制细胞壁降解酶活性，维持细胞壁结构完整性。这种双重作用机制为开发新型采后病害生物防治策略提供了重要理论依据，具有广阔的推广应用前景。研究采用的MT诱导拮抗酵母的方法，不仅提高了生防效果，而且安全环保，符合现代农业可持续发展理念，对减少化学杀菌剂使用、保障食品安全具有重要意义。