洋葱贮藏期镰刀菌基腐病和青霉病的挥发性有机化合物标志物研究及其监测应用

为解决洋葱贮藏期间由镰刀菌基腐病(Fusarium basal plate rot)和青霉病(Penicillium rot)导致的严重损失问题，瑞典农业科学大学研究人员通过SPME-GC/MS技术分析感染洋葱的挥发性有机化合物(VOCs)，鉴定出7种镰刀菌特异性标志物（如1-(methylthio)-propane、dimethyl disulfide）和青霉病相关化合物（如2,4-dimethyl-thiophene）。该研究为开发基于VOCs的早期病害监测系统提供关键靶点，对减少全球洋葱采后损失具有重要意义。

　　

洋葱作为全球第二大蔬菜作物，其贮藏期间因真菌病害导致的损失高达30-40%，其中镰刀菌基腐病(Fusarium basal plate rot)和青霉病(Penicillium rot)是主要致病因素。传统检测方法难以在大规模仓储中实现早期预警，而挥发性有机化合物(VOCs)作为病害的生物标志物具有重要应用潜力。瑞典农业科学大学(Swedish University of Agricultural Sciences, SLU)的研究团队通过创新性实验设计，系统解析了两种病原体感染洋葱的VOCs特征谱，为开发实时监测技术奠定基础。

研究采用固相微萃取(SPME)结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术，对比分析人工接种镰刀菌(Fusarium oxysporum)和青霉菌(Penicillium polonicum)的洋葱与健康样本的VOCs差异。实验选用市售洋葱，通过标准化接种和每周采样策略，结合多变量统计分析，确保数据可靠性。

3.1 镰刀菌感染特征

研究发现镰刀菌感染的洋葱释放9种特异性VOCs，其中7种为独有标志物：1-(methylthio)-propane、二甲基二硫(dimethyl disulfide)等硫化物，以及真菌代谢物1-octen-3-ol。主成分分析(PCA)显示感染组与对照组显著分离，且硫化物释放量与组织腐烂程度正相关。

3.2 青霉病特征

青霉菌感染的洋葱表现出2,4-二甲基噻吩(2,4-dimethyl-thiophene)和洋葱呋喃酮(2-hexyl-5-methyl-3(2H)-furanone)的显著增加，但标志物特异性较弱。值得注意的是，感染组出现提前发芽现象，可能影响VOCs谱。

讨论与意义

该研究首次报道1-(methylsulfinyl)-propane等新型镰刀菌标志物，并验证甲基丙烯基二硫醚(methyl 1-propenyl disulfide)作为广谱感染标志物的潜力。尽管青霉病的VOCs特征较弱，但2,4-二甲基噻吩仍具监测价值。研究成果发表于《Journal of Stored Products Research》，为开发针对硫化物和烯醇类化合物的电子鼻传感器提供理论依据，未来可集成至仓储监测系统，实现洋葱腐烂的早期预警。研究同时揭示环境因素（如热应激）与病原菌协同作用对洋葱品质的影响，为综合防控策略制定提供新视角。