角豆和石榴提取物通过抗氧化活性及酚类化合物的生成，增强了植物对橄榄炭疽病的防御机制

《Industrial Crops and Products》：Carob and pomegranate extracts enhance plant defence mechanisms against olive anthracnose through antioxidant activity and phenolic compounds production

橄榄炭疽病（OA）是由 Colletotrichum 属真菌引起的严重经济病害。本研究评估了石榴皮和车枯叶提取物对 OA 的防控效果及作用机制。体外实验表明，3000 mg/L 的两种提取物均能有效抑制 Colletotrichum godetiae 和 C. nymphaeae 的分生孢子萌发及 appressoria 形成率达 40%-100%。离体果实实验显示，作为治疗性处理可降低病害发展，但预防效果有限；而活体植物实验中，车枯提取物显著减少病害严重程度（RAUIPC=65.1%）和烂果率（8.3%）。分子机制分析表明，两种提取物通过诱导 H2O2 生成（0-24 h 内提升 20%-40%）和酚类化合物积累（如车枯提前 7 天富集芦丁、槲皮素等）激活植物防御系统，其中车枯的诱导效果更早且更显著。研究为 OA 生物防治提供了新思路。

　　橄榄炭疽病（Olive Anthracnose, OA）是由Colletotrichum属真菌引起的一种严重影响橄榄产业的病害。该病会导致果实腐烂，表现为果实表面出现深色凹陷病斑，并伴有粉红色或橙色的孢子团。由于其对产量、果实质量和橄榄油品质造成的巨大经济损失，寻找可持续的控制方法显得尤为重要。本研究旨在评估石榴皮提取物和车前子叶提取物对OA的控制效果，并阐明其作用机制，为环境友好型植物保护策略提供科学依据。

### 植物提取物的抗病潜力

在过去的几年中，许多研究已经表明，植物提取物在控制植物病害方面具有潜力。这些提取物通常富含酚类化合物、黄酮类和萜类等生物活性物质，这些成分能够激活植物的防御系统，促进抗氧化反应，并通过刺激植物体内特定的信号通路，如水杨酸（SA）和脱落酸（ABA）相关基因的表达，增强植物对病原体的抵抗力。此外，这些提取物还能够通过诱导氧化应激相关的生化途径，例如活性氧（ROS）的生成，从而对病原菌的繁殖结构形成抑制作用。这些发现为本研究提供了理论基础，即植物提取物可能通过不同的防御机制来对抗橄榄炭疽病。

在本研究中，选择了石榴皮提取物和车前子叶提取物作为评估对象。这两种提取物之前已被证明对橄榄的另一种重要病害——橄榄黄萎病（由Verticillium dahliae引起）具有显著的保护效果。本研究进一步探讨了它们在控制OA中的应用潜力，并评估了其在减少病原菌生长、孢子形成及孢子萌发方面的效果。

### 实验设计与方法

为了评估植物提取物对OA的影响，本研究设计了多种实验，包括体外实验、离体果实实验以及植株实验。体外实验主要测试了提取物对Colletotrichum godetiae和Colletotrichum nymphaeae两种病原菌的菌丝生长、孢子形成及孢子萌发的抑制效果。实验中使用了不同浓度的提取物（30、300和3000 mg/L），并将其与铜硫酸盐（CuSO4）进行比较，后者是目前用于OA防治的常用化学品。

离体果实实验评估了提取物在不同应用方式下对病害发展的抑制效果。在离体果实上，实验分为预防性和治疗性两种方式。预防性应用是指在病原菌接种前使用提取物，而治疗性应用则是在接种后进行。实验结果显示，尽管两种提取物在预防性应用中对病害发展的抑制效果有限，但它们在治疗性应用中表现出了更高的控制效果。特别是车前子叶提取物，在治疗性应用中对附着果实的病害发展抑制效果优于石榴皮提取物。

在植株实验中，研究者评估了提取物对病害进展的影响，并通过测量叶片中的过氧化氢（H2O2）含量和酚类化合物的积累，分析植物的防御反应。实验结果表明，车前子叶提取物在病原菌接种后迅速激活了植物的氧化防御机制，导致H2O2含量显著增加。此外，车前子叶提取物还能促进多种酚类化合物的积累，包括咖啡酸、绿原酸、香草酸、单宁酸、羟基酪醇、橄榄苦苷、酪醇和木犀草素等。这些结果表明，车前子叶提取物在诱导植物防御反应方面具有更显著的效果。

### 研究结果与分析

在体外实验中，两种提取物对菌丝生长的抑制效果均不显著，但它们均能有效抑制病原菌的繁殖结构（孢子和附着器）的形成。与CuSO4相比，车前子叶提取物在抑制孢子形成方面表现更优。这表明，虽然铜硫酸盐在控制病原菌的生长方面具有较高的效果，但植物提取物在抑制病原菌的繁殖结构方面具有潜在优势。

在离体果实实验中，两种提取物在治疗性应用中表现出一定的抗病效果，但预防性应用的效果较为有限。这一结果表明，植物提取物可能在病原菌侵入后才发挥作用，这与它们作为诱导剂的特性相符。CuSO4在预防性应用中对病害进展的抑制效果显著，这与其作为传统化学杀菌剂的特性一致。

在植株实验中，车前子叶提取物在抑制病害进展方面表现出最佳效果，其对病害发生率（DI）和病害严重度（RDS）的抑制效果均优于石榴皮提取物。同时，车前子叶提取物还能显著提高植物体内酚类化合物的积累，这进一步支持了其作为诱导剂的作用机制。此外，车前子叶提取物还能促进多种酚类化合物的积累，包括绿原酸、咖啡酸和香草酸，这些化合物在植物防御中发挥重要作用。

### 植物提取物的作用机制

研究还通过分析植物体内H2O2含量和酚类化合物的积累，探讨了植物提取物的作用机制。H2O2是一种重要的氧化应激信号分子，其含量的增加通常与植物的防御反应有关。在本研究中，车前子叶提取物在病原菌接种后迅速诱导H2O2的积累，而石榴皮提取物则表现出较慢的反应。这种差异可能与两种提取物中酚类化合物的组成不同有关。

酚类化合物在植物防御中发挥着重要作用，它们能够通过多种机制抑制病原菌的生长和繁殖。在本研究中，车前子叶提取物诱导了多种酚类化合物的积累，包括绿原酸、咖啡酸和香草酸，这些化合物在植物防御中具有重要的抗病作用。此外，车前子叶提取物还能促进某些黄酮类化合物的积累，如木犀草素和芹菜素-7-O-葡萄糖苷，这些化合物在抑制病原菌孢子萌发和附着器形成方面表现出显著效果。

### 植物提取物的环境友好性

由于铜硫酸盐在橄榄种植中存在使用限制，包括其对生态环境的潜在影响，寻找替代的环保控制方法成为研究的重要目标。植物提取物作为一种天然来源的生物保护剂，具有显著的环境友好性。它们不仅能够有效抑制病原菌的生长和繁殖，还能通过激活植物的防御机制，增强植物自身的抗病能力。这种双重作用机制使得植物提取物在可持续病害管理中具有广阔的应用前景。

### 结论与展望

本研究的发现表明，石榴皮提取物和车前子叶提取物在控制橄榄炭疽病方面具有潜力。尽管它们对菌丝生长的抑制效果有限，但在抑制孢子形成和诱导植物防御反应方面表现出显著效果。特别是车前子叶提取物，其在治疗性应用中对病害发展的抑制效果优于石榴皮提取物，并且能够显著提高植物体内的H2O2含量和酚类化合物的积累，表明其具有更强的诱导植物防御的能力。

然而，为了将这些提取物推广应用于实际生产，还需要进一步研究其提取方法的优化以及在自然田间条件下对OA的控制效果。此外，还需要探讨这些提取物在长期使用中的安全性及其对植物生长的影响。通过这些研究，可以更好地理解植物提取物的作用机制，并为其在橄榄产业中的广泛应用提供科学依据。