Surfactin 通过直接的抑菌作用和诱导宿主抗性，能够抑制 Actinidia arguta 果实采后发生的灰霉病

《Food Control》：Surfactin suppresses postharvest gray mold in Actinidia arguta fruit via direct antifungal activity and induced host resistance

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摘要

由Botrytis cinerea引起的灰霉病是制约Actinidia arguta果实贮藏期限和市场价值的主要采后病害。尽管目前已广泛研究用于控制采后病害的拮抗性微生物，但其应用通常受到菌落不稳定和效果不一致的限制。在本研究中，从Bacillus subtilis的发酵液中提取了一种含有抗真菌代谢物的粗提物，并对其对A. arguta果实采后灰霉病的防治效果进行了评估。高分辨率质谱法进行的准确质量分析，结合高效液相色谱法与表面活性蛋白参考标准的保留时间比较，确认表面活性蛋白是该提取物中的主要可检测脂肽成分。表面活性蛋白在体外以浓度依赖的方式抑制了B. cinerea的菌丝生长，在200 μg/mL浓度下5天后抑制率达到71.31%（P < 0.01），并减少了分生孢子的产生。在接种的果实中，7天后表面活性蛋白显著将病斑直径从13.13毫米降至4.83毫米，病害发生率从100%降至24.33%（P < 0.01）。此外，表面活性蛋白还延缓了品质下降，减少了膜损伤，促进了酚类和黄酮类物质的积累，并增强了抗氧化及相关抗病酶的活性。这些发现表明，表面活性蛋白通过直接的抗真菌作用和诱导宿主抗性来抑制采后灰霉病，显示出其在A. arguta果实采后病害控制方面的潜在应用价值。

引言

Actinidia arguta是一种具有商业价值的猕猴桃品种，由于其可食用的果皮、独特的风味和高营养价值而受到越来越多消费者的青睐（Latocha等人，2015年）。然而，A. arguta果实采后极易腐烂，因为其成熟速度快、质地柔软且容易受到机械损伤（White等人，2025年）。这些特性，加上果实丰富的营养成分，为病原体感染创造了有利条件，导致贮藏期间严重腐烂和品质下降（Q. Wang等人，2024年）。在采后病害中，由Botrytis cinerea引起的灰霉病是对A. arguta果实最具破坏性的病害之一，造成巨大的经济损失（X. Liu等人，2025年）。因此，有效控制灰霉病对于维持A. arguta果实的采后品质和延长贮藏期限至关重要。

利用拮抗性微生物进行生物防治是管理采后灰霉病的一种有前景的策略。拮抗细菌通过多种机制抑制病原体，包括竞争营养物质和空间、分泌抗菌化合物以及诱导宿主抗性（Ma等人，2023年）。在生物防治细菌中，Bacillus subtilis因其对植物病原真菌的广谱拮抗活性而受到广泛关注。已有研究表明，它可以控制多种园艺作物的灰霉病，如番茄、苹果、草莓和葡萄柚，并有助于保持贮藏期间的果实品质（Abdelhalim等人，2024年；Bu等人，2021年；X. Chen等人，2019年；Taha等人，2023年）。

然而，尽管B. subtilis具有显著的拮抗潜力，但在采后病害管理中实际应用微生物制剂仍面临诸多挑战。活菌的有效性取决于其在果实表面的存活和定植，以及抗菌代谢物的持续产生，这可能在感染初期延迟对病原体的有效抑制（Khan等人，2022年）。此外，活菌生物防治剂的表现受温度、湿度和贮藏条件等环境因素的强烈影响，所有这些因素都可能影响细菌的存活和代谢活性，从而导致在采后条件下的病害控制效果不稳定或不一致（Sare等人，2021年）。因此，人们越来越多地关注B. subtilis产生的生物活性代谢物。与活菌细胞不同，这些代谢物可以直接作用于病原体，无需在果实表面存活或定植。因此，它们具有更快的抗真菌活性、更强的环境稳定性和更一致的效果，成为果蔬采后病害控制的有希望的替代方法（Y. Fan等人，2023年）。在我们的实验室进行的初步体外试验中，一种B. subtilis菌株显示出对Botrytis cinerea菌丝生长的强烈抑制作用，表明该菌株可能成为控制A. arguta果实采后灰霉病的抗真菌代谢物的潜在来源。

在Bacillus属物种产生的生物活性代谢物中，环状脂肽因其广谱抗菌活性而受到了广泛关注（Saiyam等人，2024年）。主要的脂肽家族包括表面活性蛋白、iturin和fengycin（Théatre等人，2021年）。尽管iturin和fengycin也是重要的抗真菌脂肽，但本研究中优先选择了表面活性蛋白，这是基于活性粗提物的组成。该提取物是从我们实验室筛选的B. subtilis菌株的发酵液中获得的。通过高效液相色谱（HPLC）和高分辨率质谱（HRMS）的互补分析，确认表面活性蛋白是这种抗真菌粗提物中的主要脂肽成分。表面活性蛋白因其显著的表面活性和多样的生物功能而受到深入研究。先前的研究表明，表面活性蛋白对多种植物病原真菌具有抗真菌作用，包括Fusarium graminearum和Fusarium moniliforme，并有助于控制由Fusarium fujikuroi引起的水稻细菌性枯萎病（Krishnan等人，2019年；Liang等人，2023年；Sarwar等人，2018年）。在采后果蔬系统中，表面活性蛋白还被发现可以抑制柑橘果实的青霉病和青椒果实的真菌性腐烂（Tunsagool等人，2019年；Yuliar等人，2025年）。除了直接的抗真菌作用外，表面活性蛋白还被报道可以激活抗氧化系统和防御相关代谢，从而增强宿主对病原体感染的抵抗力（Hassanisaadi，2025年）。这些发现表明，表面活性蛋白可能是一种有前途的多功能代谢物，适用于采后病害管理。然而，这种含有表面活性蛋白的粗提物在易腐烂的A. arguta果实上的应用潜力尚不明确。因此，需要系统评估其对灰霉病的有效性、对果实品质的影响、诱导宿主抗性的能力以及其背后的病害控制机制。

节片段

果实材料

Actinidia arguta ‘Longcheng 2’品种的果实从中国辽宁省丹东市的商业果园中收获，处于商业成熟期，放入装有冰袋的保温泡沫箱中，并在收获后立即运送到实验室。选择大小、颜色和硬度均匀且无机械损伤或可见病害症状的果实用于后续实验。

微生物和试剂

本研究中使用的Bacillus subtilis菌株B1是先前分离并...

表面活性蛋白的鉴定和定量

从Bacillus subtilis的发酵液中获得的抗真菌粗提物通过HRMS进行了分析。如图1A所示，在正离子模式下检测到一个位于m/z 1058.6721的显著离子，初步鉴定为[C15-surfactin]的[M + Na]⁺离子，与其元素组成C₅₃H₉₃N₇O₁₃Na一致。测量得到的m/z值与计算值1058.6729非常接近，质量误差为?0.8 ppm，证实了C15-surfactin存在于该粗提物中。

HPLC

讨论

结合HRMS准确质量分析和HPLC保留时间与表面活性蛋白参考标准的比较，确认表面活性蛋白是来自筛选的Bacillus subtilis菌株发酵液活性提取物中的主要脂肽成分。这一发现与先前关于表面活性蛋白是B. subtilis菌株（如内生B. subtilis SCB-1）中主要抗真菌成分的报道一致（Hazarika等人，2019年）。表面活性蛋白...

结论

本研究证明，从Bacillus subtilis发酵液获得的含有表面活性蛋白的提取物在体外对Botrytis cinerea具有强烈的抗真菌作用，通过抑制菌丝生长和减少分生孢子的产生。在体内接种条件下，表面活性蛋白处理降低了Actinidia arguta果实的病斑发育和病害发生率，表明其对采后灰霉病有效。

此外，表面活性蛋白处理还增强了抗氧化...

CRediT作者贡献声明

He Gao：写作——审稿与编辑。Shunchang Cheng：写作——审稿与编辑，资金获取。Baodong Wei：监督。Dazhi Zhang：形式分析。Bingxue Li：概念提出。Feiyang Wang：写作——初稿，方法学，研究。Sen Dong：研究，数据管理。Hang Che：验证，方法学。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了辽宁省林业科学技术推广示范项目（2024TG11）和辽宁省第一批“领军科技项目”（2021JH1/10400036）的支持。

Feiyang Wang | Sen Dong | Hang Che | Baodong Wei | Dazhi Zhang | Bingxue Li | He Gao | Shunchang Cheng沈阳农业大学食品科学学院，中国沈阳 110866```