非酿酒酵母对苹果和柑橘采后青霉属病原菌的生物防治潜力研究

本研究针对全球水果产业面临的采后腐烂问题，聚焦青霉属病原菌(Penicillium spp.)对苹果和柑橘造成的重大经济损失，系统评估了五种非酿酒酵母(Suhomyces pyralidae、Meyerozyma guilliermondii等)的生物防治效果。通过体外抑制实验和采后果实试验，发现Aureobasidium melanogenum对P. digitatum的抑制率达100%，Pichia kluyveri产生的挥发性有机物(VOCs)可完全抑制三种青霉菌。研究为减少化学杀菌剂使用提供了新型生物防治方案，对保障食品安全和减少经济损失具有重要意义。

　　

水果产业正面临严峻的采后损失挑战——全球每年因青霉属真菌导致的苹果和柑橘腐烂分别造成超过50%和80%的经济损失。这些名为Penicillium expansum（苹果青霉）、P. digitatum（指状青霉）和P. italicum（意大利青霉）的微小真菌，不仅使果实腐烂变质，更会分泌致癌的棒曲霉素(patulin)等次级代谢产物。传统化学杀菌剂虽然有效，但长期使用导致的环境污染、病原菌抗药性以及食品安全隐患，迫使科学家寻找更绿色的解决方案。

在这项发表于《Agricultural Research》的研究中，Zukisani Gomomo团队将目光投向了自然界存在的"真菌克星"——非酿酒酵母。这些微生物既能与病原菌争夺生存空间，又能分泌抗菌物质，还不会像化学药剂那样残留有害物质。研究团队从南非农业研究委员会(ARC)的菌种库中精选了五种具有潜力的酵母菌株，通过多维度实验验证其防治效果。

研究采用三大关键技术：径向抑制实验定量测定酵母对青霉菌孢子萌发的抑制率；"口对口"培养系统分析挥发性有机化合物(VOCs)的抑菌作用；采后生物测定评估酵母处理对实际水果的保护效果。实验样本包括从南非本地分离的酵母菌株和标准青霉菌株，所有处理均设置化学杀菌剂Captan作为阳性对照。

真菌孢子萌发实验揭示抑菌谱差异

通过标准化径向抑制实验，Aureobasidium melanogenum(Y6)展现出最广谱的抑制能力，对P. digitatum实现完全抑制(100%)，对P. expansum和P. italicum的抑制率分别为60%和70%。

数据显示不同青霉菌对酵母抑制的敏感性存在显著差异：P. digitatum最易受抑制(平均94%)，而P. expansum表现出较强抗性(平均41%)。

挥发性有机物(VOCs)的隐形防御

采用独特的"口对口"培养系统，研究人员发现Pichia kluyveri(Y64)产生的VOCs能100%抑制所有测试青霉菌。

通过HS-SPME-GC-MS技术鉴定出7种关键化合物，其中2-苯乙醇(2-phenylethanol)和乙酸异戊酯(isoamyl acetate)被证实是主要抑菌成分。值得注意的是，当与P. expansum共培养时，Pi. kluyveri会动态调整VOCs组成，增加抑菌物质的产量。

采后试验展现实际应用潜力

在"Golden Delicious"苹果上的试验显示，酵母处理的平均抑制率仅15%，效果有限。但在"Cara Cara"脐橙上，Meyerozyma guilliermondii(Y88)对P. digitatum和P. italicum的抑制率分别达到72%和77%。

这种差异可能源于柑橘果皮特性更利于酵母定殖，或苹果伤口环境不利于酵母活性维持。

研究结论指出，A. melanogenum和M. guilliermondii通过直接竞争抑制青霉菌，而Pi. kluyveri则主要依赖VOCs发挥作用。虽然酵母在苹果上的效果有待提升，但在柑橘上的优异表现已显示出替代部分化学杀菌剂的潜力。作者建议未来研究可探索酵母组合使用、优化应用方式，并评估这些天然防治剂在采前阶段的效果。这项研究为开发安全、可持续的水果采后保护方案提供了重要科学依据，对实现农业绿色发展具有积极意义。