《Physiological and Molecular Plant Pathology》：Study of inhibitory effects of the natural compound carvone and its underlying mechanisms against kiwifruit soft rot (
Botryosphaeria dothidea)
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猕猴桃采后易感Botryosphaeria dothidea菌引发软腐病，本研究通过车 γεονε（Carvone）熏蒸和液体接触实验，发现其最小抑菌浓度为0.24 μL/mL（熏蒸）和0.34 μL/mL（液体接触），480 μL/L时 lesion 直径减少80.12%。机制研究表明，车 γεονε破坏细胞膜（抑制脂质合成基因ACACA等），导致能量代谢障碍和细胞壁结构崩溃，转录组分析显示不同浓度下差异表达基因达1056-3004个。该研究为开发天然生物防治剂提供了理论支持。
卢阳|尤华龙|马继玲|王伟珍|尹贤辉|张竹竹|李文志|王炳策|秦虎军|杨小兰|罗浩
贵州大学农学院作物保护研究所，贵阳市550025，中国
摘要
猕猴桃在采后储存期间极易受到病原体感染，从而导致巨大的经济损失。
Botryosphaeria dothidea是导致猕猴桃腐烂的主要真菌病原体，因此迫切需要开发有效的管理策略来对抗这种真菌病原体。
在本研究中，我们评估了香芹酮对
B. dothidea的抑制作用并探讨了其作用机制。香芹酮显著抑制了
B. dothidea的菌丝生长和孢子萌发。在平板熏蒸和液体接触实验中，香芹酮的最低抑制浓度（MIC）分别为0.24 μL/mL和0.34 μL/mL。此外，在储存过程中使用香芹酮熏蒸可以有效减少猕猴桃的感染，当浓度为480 μL/L时，病斑直径减少了80.12%。从机制上讲，香芹酮主要作用于质膜，导致膜结构破坏，进而影响能量代谢和细胞壁的完整性。转录组分析显示，在0.5× MIC和1.0× MIC香芹酮处理下，分别有1,056个和3,004个基因表达发生差异。KEGG通路富集分析表明，参与脂肪酸生物合成的基因（包括
ACACA、
FAS1和
FAS2）表达显著下调。综上所述，香芹酮通过主要作用于质膜的机制有效抑制了
B. dothidea，显示出其作为生物熏蒸剂控制猕猴桃采后软腐病的潜力。此外，这些发现为该天然挥发性化合物的进一步应用提供了理论基础。
引言
猕猴桃是一种营养丰富的果实，由于其极高的维生素C含量而受到全球广泛消费[1] [2]。然而，在采后储存期间，它容易受到真菌感染[3]。由
Botryosphaeria dothidea引起的软腐病是影响猕猴桃的最严重疾病之一[4] [5]。该病在储存期间的发病率可达到30-50%，导致果实腐烂，严重影响产量和质量，对猕猴桃产业构成重大挑战[6]。目前，猕猴桃软腐病的控制主要依赖于化学杀菌剂和低温储存[7] [8]。虽然化学杀菌剂仍然是预防软腐病最有效的方法，但过度使用可能会污染环境并威胁人类健康[9]。物理控制方法（如冷藏）虽然相对安全，但存在能耗高且无法完全抑制疾病进展的局限性[10]。因此，迫切需要开发安全、高效且环保的新控制策略。近年来，天然化合物因其安全性、环保性和环境适应性而受到广泛关注[11]。利用天然化合物控制采后软腐病是一种非常有前景的方法。
许多天然存在的挥发性有机化合物（VOCs）因无需与果蔬直接接触即可抑制病原体而受到关注[12]。这些优势使VOCs成为储存保护中具有前景的环保熏蒸剂。先前的研究表明，由微生物产生的多种挥发性有机化合物（VOCs）对多种植物病原体具有显著的抑制作用，从而增加了对其实际应用的兴趣。例如，
Streptomyces fimicarius BWL-H1产生的VOCs能有效抑制
Peronophythora litchii；它们通过控制
P. litchii引起的感染来保持荔枝在储存和运输过程中的品质[13]。Xing等人[14]证明，
Ceratocystis fimbriata产生的VOCs能有效抑制真菌病原体的生长，延缓果实疾病的发作和进展。从
Bacillus velezensis P2-1菌株中鉴定出6种对苹果中
B. dothidea具有强抑制活性的VOCs[15]。这些发现突显了天然VOCs在开发下一代可持续熏蒸剂方面的潜力。尽管这些研究强调了复杂VOC混合物的潜力，但确定单一主导活性成分有利于标准化应用和机制研究。
我们实验室之前从猕猴桃根际土壤中分离出一种产生VOC的菌株
Streptomyces SC-3，代谢组分析表明香芹酮是其主要挥发性成分之一[16]。香芹酮是一种天然的薄荷芳香单萜类化合物，也存在于香菜精油中[17]。除了作为红薯的安全发芽抑制剂[18] [19]外，香芹酮还表现出广谱抗真菌活性。例如，当将其加入壳聚糖纳米乳液中用于面包时，可以有效抑制
Aspergillus flavus的污染并延长保质期[20]，并且还能抑制花生中
A. flavus的生长[21]。与大多数仅具有抗菌作用的VOCs不同，香芹酮具有双重功能，既具有抗真菌作用又具有抑制发芽的作用[13] [14] [15]。此外，尽管许多研究记录了VOCs造成的形态损伤[13] [14]，但最近的研究揭示了香芹酮的更深层次的作用机制：它通过破坏细胞膜完整性和线粒体功能来抑制灰霉病[22]。香芹酮的多靶点作用方式，加上其作为食品添加剂的公认安全性，凸显了其作为有效且可持续的熏蒸剂控制采后病害的潜力。
然而，香芹酮对猕猴桃中
B. dothidea的作用机制尚不清楚。为填补这一知识空白，本研究系统地研究了挥发性香芹酮对
B. dothidea的抑制作用及其作用机制，以及其通过熏蒸控制采后软腐病的效果。具体而言，本研究的目标如下：(A) 评估香芹酮平板熏蒸处理与液体接触处理对
B. dothidea的抗真菌活性；(B) 评估香芹酮对
B. dothidea孢子萌发、细胞膜、细胞壁和能量代谢的影响；(C) 研究香芹酮对
B. dothidea相对基因表达的影响；(D) 确定香芹酮熏蒸控制采后软腐病的效果。
部分摘录
病原体、香芹酮和果实
本研究中使用的B. dothidea菌株是从受感染的猕猴桃中分离出来的，并保存在贵州大学作物保护研究所（贵阳市）。该病原体在28°C下于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）上培养48小时。香芹酮（纯度95%）购自Macklin（上海，中国）。猕猴桃购自中国贵州六盘水市。选择均匀健康的果实，用75%乙醇表面消毒，然后用无菌水冲洗。
香芹酮对B. dothidea菌丝生长的抑制作用
尽管先前的研究表明香芹酮可以通过熏蒸强烈抑制B. dothidea的菌丝生长，但其在液体系统中的活性尚不清楚。因此，在熏蒸和液体培养条件下均对其活性进行了评估。在平板熏蒸实验中，随着香芹酮浓度的增加，B. dothidea的菌丝生长受到显著抑制。
讨论
在采后储存和销售过程中，猕猴桃容易受到B. dothidea的感染和腐烂，导致品质和商业价值显著下降[32]。化学杀菌剂是控制猕猴桃软腐病的主要方法；然而，长期使用可能会诱导病原体产生抗性[33]。近年来，由于其安全性和环境效益，生物控制方法越来越被认为是一种可行的替代方案。
结论
总之，本研究表明，香芹酮这种植物来源的天然化合物作为控制猕猴桃采后软腐病的环境可持续替代品具有巨大潜力。香芹酮通过抑制B. dothidea的菌丝生长和孢子萌发有效抑制了软腐病，从而减轻了病害的严重程度。从机制上讲，香芹酮通过抑制B. dothidea中的脂质合成来破坏细胞膜功能，进而影响其正常生理过程。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
作者贡献声明
尹贤辉：撰写 – 审稿与编辑，监督。
王伟珍：撰写 – 审稿与编辑，监督。
李文志：资源提供。
张竹竹：资源提供。
卢阳：撰写 – 初稿撰写，可视化，方法学设计，实验实施，数据管理。
罗浩：实验实施。
马继玲：软件使用，资源提供。
尤华龙：监督，资金筹集，概念构思。
王炳策：实验实施。
杨小兰：实验实施。
秦虎军：实验实施。
数据可用性
数据可应要求提供。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（编号：32260707）、贵州省创新人才团队（CXTD [2023]015）、中国农业研究系统专项基金（CARS-26-23）以及贵州省基础研究计划（自然科学，QKHJC-ZK098-2023）的支持。
