《Food Chemistry》：Dual-action preservation of
Selenicereus megalanthus by
Leonurus japonicus extract: direct antifungal activity and host resistance elicitation
编辑推荐：
•首次报道F. equiseti作为S. megalanthus采后软腐病的新病原体。•L. japonicus提取物（YMC）对F. equiseti表现出强烈的抗真菌活性（EC50 = 0.943 mg·mL?1），其中gelomulide N被鉴定为其最丰富的生物活性化合物
- •
首次报道F. equiseti作为S. megalanthus采后软腐病的新病原体。
- •
L. japonicus提取物（YMC）对F. equiseti表现出强烈的抗真菌活性（EC50 = 0.943 mg·mL?1），其中gelomulide N被鉴定为其最丰富的生物活性化合物。
- •
YMC通过破坏膜完整性、阻断麦角甾醇合成（ERG7/CYP51）及诱导致死性氧化应激来发挥多靶抗真菌作用。
- •
YMC作为天然诱导剂，上调与防御相关的基因（HuPAL, HuPOD, HuCHI），并增强宿主果实的抗病性。
- •
YMC处理能有效减少腐烂，延长S. megalanthus的保鲜期约12天，并保持其关键品质参数。
引言
Selenicereus megalanthus是一种经济价值高的热带水果，以其宜人的甜味、独特的感官风味以及丰富的甜菜碱和维生素成分而受到欢迎，使其成为全球热带水果供应链中的重要商品（Valero等人，2025年）。然而，其多肉的果皮和果肉组织在采后处理和储存过程中极易受到植物病原体的侵染（Lozada等人，2022年）。其成熟季节与炎热多雨的天气条件重叠；高湿度和适中的温度为真菌繁殖提供了有利环境，从而加剧了在常规储存条件下的腐烂现象。迄今为止，已有超过八种真菌被确定为火龙果采后腐烂的致病菌，包括Colletotrichum gloeosporioides、Colletotrichum truncatum、Bipolaris cactivora、Botryosphaeria dothidea、Fusarium oxysporum、Fusarium proliferatum和Gilbertella persicaria（Balendres & Mendoza，2019年；Shi等人，2022年；Bordoh等人，2020年）。其中，由Fusarium. spp引起的软腐病是最具破坏性的病害，每年导致20-50%的采后损失（Luo、Ye、Qu等人，2024a；Luo、Ye、Qu等人，2024b；Luo、Zhang等人，2024年；Xu等人，2024b）。感染会迅速导致果肉溃烂和组织退化，严重降低市场价值并阻碍火龙果生产的可持续产业发展。合成杀菌剂长期以来一直是抑制采后病害的主要手段。然而，公众和监管部门对农业化学品残留、环境毒性的日益关注，以及耐药性真菌种群的广泛出现，迫切需要开发可持续、低风险的替代防腐剂（Havenga & Jacobs，2025年；Yang等人，2022年）。
F. equiseti是一种多食性植物病原体，能够引起多种园艺作物的软腐病和果实腐烂，如香瓜、番茄、南瓜、土豆和甜椒（Hafizi等人，2013年；Rai等人，2020年）。其广泛的寄主谱进一步凸显了制定普遍且环境友好的病害管理策略的迫切性。
来自植物的粗提物具有多样的次生代谢物库和多靶抑制机制，为制造绿色生物防治剂和耐用的采后防腐剂提供了有希望的模板（Alkufeidy Roua等人，2022年；Maryoris等人，2020年；Youssef等人，2023年）。Leonurus japonicus（在中医中称为益母草）是一种富含生物活性植物代谢产物的药用草本植物，主要包括生物碱、黄酮类和萜类化合物，具有广谱抗菌活性（He等人，2018年；Makhubu等人，2022年；Yun等人，2020年）。先前的研究表明，从L. japonicus中分离出的粗提物和纯化的生物活性成分可以有效抑制多种植物病原真菌的菌丝生长（Ahmed等人，2006年；Yang等人，2006年；Ghosh等人，2022年）。相应地，添加了L. japonicus提取物的制剂已被证明可以减轻芒果和其他新鲜园艺产品的采后腐烂（Ou Yang等人，2021年；Bordoh等人，2020年）。综合这些特性，L. japonicus成为制造植物性生物防腐剂以减轻采后果实腐烂的高潜力原料。
尽管已有文献记载L. japonicus提取物（YMC）在体外具有防腐效果，但仍存在许多知识空白，限制了其在实际应用中的推广。首先，大多数研究仅评估了未经纯化的粗提物的广谱抗菌性能，或仅关注临床细菌和土传病原体（Maryoris等人，2020年），而对导致热带水果严重采后腐烂的毒性真菌病原体的关注较少（Khuna等人，2022年）。其次，现有的机制研究主要关注单一纯化植物化学物质对细菌细胞膜的结构性损伤（Biharee等人，2020年），而粗提物中共存次生代谢物之间的协同作用仍待研究（Manso等人，2022年）。此外，YMC的分子抗真菌调控级联反应及其在采后果实组织中引发内源防御反应的能力仍不明确。
为了解决上述研究局限性，本工作系统评估了YMC对S. megalanthus采后F. equiseti引起的软腐病的生物防腐效果。我们通过UPLC-Q-TOF-MS分析了YMC的完整植物化学组成，并系统研究了其直接的抗真菌机制，特别关注病原体的质膜完整性、麦角甾醇生物合成途径和氧化应激的诱导。结合分子对接、100 ns分子动力学模拟、western blot和RT-qPCR分析，验证了主要生物活性代谢物与核心病原效应蛋白之间的分子结合作用。此外，还进行了体内果实接种试验，以量化YMC抑制病斑扩展、维持果实内在品质属性以及激活宿主防御酶和防御相关基因转录的能力。总体而言，本研究提供了机制基础和技术参考，支持YMC作为多功能植物生物防腐剂在热带水果采后保护中的工业应用。
章节片段
植物、果实和化学材料
本研究中使用的Leonurus japonicus材料采自中国云南省昆明市（25°02′ N, 102°42′ E）。植物标本由西南林业大学的Hu Shijun博士鉴定。标本保存在教育部西南山区森林资源保护与利用重点实验室，并已编号（202406180033）。
本研究中使用的所有Selenicereus megalanthus果实均
病原体鉴定和抗真菌提取物的筛选
根据Koch法则，从自然感染的S. megalanthus病组织中分离并纯化了引起软腐病的病原体（图1A-a）。在PDA培养基上，真菌菌落呈絮状，初期产生白色气生菌丝，随后逐渐变为米色（图1A-b, c）。显微镜观察显示菌丝有隔膜，并有两种类型的孢子：具有3-5个隔膜的镰刀形大孢子和卵形或肾形小孢子（图1A-d, e, f）。
结论
本研究确定Fusarium equiseti是Selenicereus megalanthus采后软腐病的致病菌。Leonurus japonicus提取物（YMC）在体外表现出强烈的抗真菌活性，通过破坏质膜通透性、诱导活性氧（ROS）介导的氧化应激以及抑制麦角甾醇生物合成关键酶（ERG7和CYP51）和毒力相关蛋白（Hog1, CAT1, Tubulin, Fmk1）。体内果实试验表明，YMC预处理可以
CRediT作者贡献声明
Zhuoqing Zhang：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，软件，方法学。Shijun Hu：撰写 – 审稿与编辑，方法学。Minghai Tian：可视化，方法学。Taijiao Yang：软件，方法学。Junjie He：软件，方法学。Junxiu Liu：软件，方法学。Jiawei Tang：软件。Xiaohui Yan：撰写 – 审稿与编辑，方法学，资金获取，数据管理。
ChengHsiang, HaoYu, WenShiang等人，2013
Giray等人，2020
Glass和Donaldson，1995
Hua, Kai等人，2019
J?ger等人，2018
Lemos, Ruiz-Roldán和Hera，2018
Liu，2010
María, Miguel, Fabian等人，2006
Oliaro-Bosso, Caron, Taramino等人，2017
Ou Yang，2021
Pei，2002
Pérez-Nadales和Di Pietro，2011
Shekari, Nazeri和Shokrpour，2016
Xiao, Zhang和Li，2025
Xing, Li, Xu等人，2010
Zhang, Reymick, Duan等人，2024
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了云南省农业联合专项项目（202501BD070001-020）、云南省西南林业大学林业一级重点建设学科（LXXK-2025D15）以及
西南林业大学与中国工程院地方政府合作项目（991325001）的财政支持。
Zhuoqing Zhang|Shijun Hu|Minghai Tian|Taijiao Yang|Junjie He|Junxiu Liu|Jiawei Tang|Xiaohui Yan
