5-氨基乙酰丙酸盐酸盐通过多靶点抗真菌机制抑制樱桃黑斑病病原菌Alternaria alternata的研究

本研究针对甜樱桃采后黑斑病(Alternaria alternata感染)的防控难题，创新性地探究了5-氨基乙酰丙酸盐酸盐(5-ALA hydrochloride)的抗真菌机制。研究发现60 g L-1 5-ALA hydrochloride可完全抑制病原菌体外生长，通过破坏细胞膜完整性、诱导氧化应激及调控细胞壁降解相关基因(EPG、PL等)表达实现多靶点抑菌。该研究为开发新型樱桃采后保鲜剂提供了理论依据，发表于《LWT》期刊。

　　

甜樱桃因其鲜艳的色泽、高糖含量和丰富的营养价值而广受欢迎，但采后易受Alternaria alternata（链格孢菌）感染引发黑斑病，导致果实软化、脱水甚至产生威胁人体健康的真菌毒素。目前化学杀菌剂仍是主要防治手段，但存在环境风险和耐药性问题，亟需开发新型高效、安全的抗真菌剂。5-氨基乙酰丙酸盐酸盐(5-ALA hydrochloride)在医药和农业领域已有广泛应用，但其在果蔬采后病害防控中的作用机制尚不明确。这项发表在《LWT》的研究首次系统揭示了5-ALA hydrochloride对樱桃黑斑病的多靶点抑制机制。

研究人员采用体外抑菌实验、扫描/透射电镜(SEM/TEM)、激光共聚焦显微镜(LSCM)、转录组测序和qPCR验证等技术方法。实验所用Alternaria alternata菌株分离自患病樱桃果实，通过柯赫氏法则验证其致病性。研究团队建立了包含不同浓度5-ALA hydrochloride处理的实验体系，通过多组学方法系统评估了该化合物对病原菌的抑制效果及其分子机制。

研究结果显示，60 g L^-1 5-ALA hydrochloride可完全抑制Alternaria alternata的体外生长和孢子萌发。电镜观察发现处理组菌体出现皱缩、凹陷等形态学改变，细胞壁增厚、细胞膜凹陷等超微结构损伤。膜完整性检测显示处理组胞内核酸(PI染色)、蛋白质、糖类物质泄漏显著增加，胞外电导率提升4.7倍，证实细胞膜屏障功能受损。氧化应激指标检测发现，处理组丙二醛(MDA)含量增加2.94倍，活性氧(ROS)荧光探针DCFH-DA显示强烈绿色荧光，表明发生了严重氧化损伤。

转录组分析揭示了5-ALA hydrochloride的多靶点作用机制：显著上调细胞壁降解相关基因如果胶酶(EPG)和果胶裂解酶(PL)的表达，同时下调抗氧化相关基因过氧化氢酶(CAT)、辅酶Q2(COQ2)、葡萄糖酸内酯酶(GNL)和肌醇加氧酶(MIOX)。这些基因表达变化共同导致细胞壁结构破坏、抗氧化防御系统崩溃和ROS积累。体内实验证实40 g L^-1 5-ALA hydrochloride处理可使樱桃病斑直径减小60%，显著抑制病害发展。

这项研究首次阐明5-ALA hydrochloride通过破坏细胞膜完整性、诱导氧化应激和调控细胞壁代谢相关基因表达的多靶点机制抑制Alternaria alternata。该发现不仅为樱桃采后保鲜提供了新型候选药剂，其独特的抗真菌机制也为开发广谱、低毒的抗真菌剂提供了新思路。研究采用的跨尺度研究方法（从形态观察到分子机制）为其他农产品采后病害防控研究提供了方法学参考。未来研究可进一步探索5-ALA hydrochloride对其他果蔬采后病原菌的抑制效果，以及采前喷洒处理的可行性，推动其在实际生产中的应用。