棘孢木霉2-X-3-3挥发性有机物防控梨采后黑斑病的作用机制与应用潜力

本研究系统探讨了棘孢木霉（Trichoderma asperellum）菌株2-X-3-3产生的挥发性有机化合物（VOCs）对梨采后黑斑病病原菌链格孢菌（Alternaria alternata）的抑制机制。通过HS-GC-IMS技术鉴定出15种VOCs，其中3-辛酮、乙酸和1-己醇在0.5 mL/L浓度下对病原菌抑制率近100%。该生物防治策略通过破坏菌丝结构、降低孢子萌发率、增强果实抗氧化酶活性及上调防御基因表达，显著延长梨果贮藏期，为替代化学杀菌剂提供了可持续解决方案。

　　

Highlight

棘孢木霉2-X-3-3产生的挥发性有机化合物（VOCs）对链格孢菌（Alternaria alternata）Li-1-1-1菌株展现出显著抗真菌活性。体外实验表明，VOCs通过抑制分生孢子萌发、破坏菌丝形态结构和损害细胞膜完整性，实现74.4%的抑菌率。体内实验进一步证实，处理组梨果实的抗氧化酶活性显著提升，防御相关基因表达上调，贮藏期延长。HS-GC-IMS分析鉴定出15种VOCs组分，其中7种化合物抑菌率超过50%，3-辛酮（3-octanone）、乙酸（acetic acid）和1-己醇（1-hexanol）在0.5 mL/L浓度下几乎完全抑制病原菌生长。

Discussion

本研究系统评估了棘孢木霉2-X-3-3产生的VOCs在梨采后黑斑病防治中的有效性。结果表明这些挥发性化合物在体内外均能有效控制病原菌，其中体外抑菌率达74.4%。通过扫描电镜（SEM）观察发现，VOCs处理导致病原菌菌丝变形、塌陷和细胞质泄漏。透射电镜（TEM）进一步显示细胞器降解和膜结构破坏。基因表达分析表明，VOCs处理显著上调梨果实中PpPOD、PpPAL、PpCHI和PpGLU等防御相关基因的表达。这些发现为开发基于微生物VOCs的采后病害绿色防控技术提供了理论依据。

CRediT authorship contribution statement

Junwei Zhao：研究设计、资金获取、数据 curation；Xiangjing Wang：项目监督与协调；Yiwen Wang：实验指导与验证；Xilang Yang：方法论与资源支持；Wensheng Xiang：基金项目管理；Siqi Ma：数据形式化分析；Chunbo Yang：原始草案撰写与实验操作；Xi Xu：数据可视化与文稿修订；Chenyang Jiao：软件与验证；Ziyun Xu：调查执行。

Uncited reference

Ainsworth和Gillespie（2007）；Naqvi等（2022）。

Data availability

数据可根据请求提供。

Declaration of Competing Interest

作者声明不存在可能影响本研究结果的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgements

本研究由国家自然科学基金重点项目（U22A20483, U24A20408, 32030090）、国家重点研发计划（2022YFD1700205）及寒地小果类联合工程研究中心开放基金资助。