《Food Chemistry》：Comprehensive profiling unveils insights into cultivar-depending correlations of volatile substances to postharvest quality resistance of fresh hot peppers by microbiomics integrated with metabomics
编辑推荐：
•'XMJ'和'EJT'辣椒表现出对采后腐烂的高抗性。•抗性辣椒品种共生有多样性的附生和内生真菌群落。•在6个品种中鉴定出21种共有的差异性挥发物。•发现(E)-2-己烯醛与炭疽菌属显著负相关。•醛类和烷烃与辣椒抗病性显著相关。引言辣椒（辣椒属）是全球种植的最具经济价值的主要
- •
'XMJ'和'EJT'辣椒表现出对采后腐烂的高抗性。
- •
抗性辣椒品种共生有多样性的附生和内生真菌群落。
- •
在6个品种中鉴定出21种共有的差异性挥发物。
- •
发现(E)-2-己烯醛与炭疽菌属显著负相关。
- •
醛类和烷烃与辣椒抗病性显著相关。
引言
辣椒（辣椒属）是全球种植的最具经济价值的主要作物之一，全球产量达5633万吨（FAOSTAT，2025）。辣椒果实因独特的风味、辛辣口感和显著的营养价值而深受消费者喜爱，被广泛用于各种烹饪方式并大规模消费。辣椒在许多国家的饮食文化中一直占据着重要地位（Hernández-López等，2020；Liu等，2024a），如今被广泛用作烹饪食材、调味品、加工食品原料以及药用材料。辣椒果实富含维生素C、维生素A原（β-胡萝卜素）、类胡萝卜素和各种矿物质。此外，从辣椒中提取的特殊辣椒素已被证明具有多种生理功能，包括抗氧化、抗炎和促进代谢等特性（Riahi等，2025；Vázquez-Espinosa等，2023）。然而，新鲜辣椒果实因采后感染而易腐烂。特别是新鲜辣椒果实易感染真菌病害（Yi等，2024；Tang等，2024b）。新鲜辣椒可能受到炭疽菌属、链格孢属、镰刀菌属和疫霉属等病原真菌的严重感染（Zhong等，2025；El-Fawy等，2025；Frans等，2021；Zhang等，2024a），以及包括软腐菌属在内的细菌侵染（Liu等，2025a；Tang等，2024a；Yi等，2024）。此外，当辣椒果实被干燥或加工时，病原体产生的残留毒素可能进入食品供应链，对人类健康构成巨大风险。迄今为止，明确鉴定引发新鲜辣椒采后病害的具体病原微生物仍面临重大挑战。
此前已有大量研究致力于阐明附着于辣椒果实表面或定殖于其中的微生物群落组成与多样性，尽管微生物生态可被采收前的栽培环境（Mamphogoro等，2021）或采后加工与贮藏（Zhou等，2025）所重塑。微生物群落结构的改变可能有助于揭示采后感染的来源与发生机制。例如，据报道，在鲜切辣椒果实贮藏初期，红球菌属和泛菌属为优势类群，但在后期阶段则被肠杆菌属或泛菌属所取代（Li等，2024a）。已有研究对辣椒加工全过程中微生物群落的组成及演替动态进行了较为系统和全面的阐述，以及它们在从原料到成品各关键阶段中调控产品质量与安全的作用（Huang等，2025a；Li等，2024b；Ma等，2022a）。然而，关于微生物-微生物相互作用机制在采后感染发生中的作用的理解仍然有限，尚未充分开发出针对新鲜辣椒质量与安全控制的精确、可行的防控策略。
幸运的是，辣椒拥有丰富的种质资源和高度遗传多样性。辣椒的遗传变异直接决定了其不同的采后病原抗性与抗性能力（Ziv等，2022）。研究表明，辣椒品种的抗病性与辣椒素、酚类、类黄酮和其他次级代谢产物等生化抗菌成分密切相关（Gudeva等，2013；Prasath等，2008）。植物挥发性有机物（VOCs）作为一类重要的次级代谢产物，因其在植物防御反应中的作用而日益受到关注。VOCs不仅能直接抑制病原体的生长，还可作为信号分子，在组织内或组织间传递信息，从而预激活系统性防御反应（Huang等，2025b；Toral等，2023）。特定VOCs的产生可作为早期病害诊断或抗性预测的生物标志物（Li等，2024c；Giménez-Campillo等，2025）。已有研究表明，植物来源精油中的VOCs，包括柠檬烯、β-石竹烯和其他单萜类化合物，可抑制辣椒疫霉对辣椒果实的感染（Scariot等，2020；Wang等，2022）。然而，关于VOCs图谱如何响应病原侵染，以及抗性与感病辣椒品种之间VOCs模式的根本差异，目前了解甚少。过去数十年间，关于新鲜辣椒果实腐烂和微生物群落的研究极少，更不用说对VOCs变化与其与不同品种抗性之间可能关联的理解。因此，从VOCs-微生物组角度探索品质劣化对于建立利用关键VOCs作为辣椒果实采后抗性可靠指标的可行性是必要的。
据此，本研究旨在全面评估6个商业重要品种辣椒的采后腐烂抗性。将从特定品种中分离和鉴定相关的真菌病原。同时，将通过高通量测序技术对不同辣椒品种的附生和内生微生物群落特征进行剖析。随后，通过非靶向代谢组学对不同品种的VOCs进行分离和评估。然后将抗病性特征、微生物群落变化及关键VOCs的演变进行整合，构建内在关联。将研究VOCs-微生物组随辣椒品种变化的关联。研究结果将为理解关键挥发性物质对新鲜辣椒采后质量抗性的品种依赖性效应提供新的见解。
章节摘要
化学试剂
北京天根生物化学有限公司（北京，中国）购买的MP Biomedicals MagBeads FastDNA?土壤试剂盒。上海源叶生物科技有限公司（上海，中国）购买的2-辛醇（CAS：123-96-6，GC ≥99.5）。上海源叶生物科技有限公司（上海，中国）购买的(E)-2-己烯醛（CAS：6728-26-83，98）。广东环凯微生物科技有限公司（广东，中国）购买的马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基。
不同辣椒品种采后自然腐烂发病率的差异
在采收后抗病性评估中，于红熟期采收了6个商业重要的辣椒品种（图1A）。新鲜辣椒易受微生物感染引起的采后腐烂。然而，不同品种的腐烂易感性存在显著差异。'Caomeijiao'被鉴定为对采后感染最易感的辣椒，贮藏20天后腐烂率高达56.7%（图1B）。其次是'Zidantou'，
讨论
重要的是，本研究结果揭示了6个经济重要辣椒品种中采后病害、微生物群落与挥发性有机物之间的关联，特别是抗病性与关键VOCs之间的密切关系。首次发现(E)-2-己烯醛是最能反映辣椒品种对采后感染抗性水平的关键生物标志物分子之一。研究结果提供了一种潜在的途径
结论
本研究系统揭示了6个辣椒品种中品种特异性抗性差异以及采后腐烂、附生与内生真菌群落和挥发性有机物之间的关联。抗病品种'Xiaomijiao'和'Erjingtiao'具有更为平衡的微生物群落结构和更高水平的特征性挥发性化合物，包括(E)-2-己烯醛、环沙维烯、2-溴十二烷、1-丁基-2-丙基环戊烷和苯乙烯。(E)
CRediT作者贡献声明
Tingting Zhang（张婷婷）：初稿撰写、可视化、验证、方法学、调查研究、形式分析、数据管理。Bangdi Liu（刘邦迪）：审阅与编辑、调查研究。Jing Sun（孙晶）：调查研究、概念构思。Fei Lao（劳飞）：资源提供、资金支持。Xuan Zhu（朱宣）：方法学、调查研究。Weibo Jiang（江卫波）：资源提供、资金支持、概念构思。Jiankang Cao（曹建康）：审阅与编辑、监督、项目管理、概念构思。
未引用参考文献
Giri和Virk，2025
Huang等，2025
Huang等，2025
Jiang等，2025
Li等，2024
Li等，2024
Li、Wang、Wang、Shi和Wang，2024
Li等，2024
Liu等，2025
Liu等，2024
Liu等，2024
Liu等，2025
Liu、Shen、Cao和Jiang，2024
Ma等，2022
Ma等，2022
Ma等，2026
Prasath和Ponnuswami，2008
Tang等，2024
Tang、Yi和Zeng，2024
Xu等，2025
Xu等，2025
Zhang等，2024
Zhang等，2024
Zhang、Li、Luo和Xu，2024
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本研究由国家重点研发计划（2023YFD1600203）资助。
张婷婷|刘邦迪|孙晶|劳飞|朱宣|江卫波|曹建康
