扩展青霉侵染对苹果果实膜磷脂代谢的影响

由扩展青霉（Penicillium expansum）引起的青霉病是苹果的重要采后病害，青霉病不仅导致苹果腐烂及品质劣变，而且会在果实体内积累棒曲霉毒素。P. expansum主要经由果实表面的伤口侵染，通过分泌胞外酶致使伤口处组织溃烂。但该病原菌侵染如何影响果实细胞膜完整性和与其相关的磷脂代谢尚不清楚。前人研究表明，多种真菌侵染均会增加果实的细胞膜透性，P. expansum侵染会导致苹果果实细胞膜透率升高；轮纹病菌（Botryosphaeria berengriana）和褐腐病菌（Monilinia fructigena）侵染也会增加梨果实的膜透性；在胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）侵染的柑橘果实中也可观察到类似的现象。

尽管已有真菌侵染对果实细胞膜完整性及磷脂代谢影响的报道，但在不同侵染阶段果实细胞膜完整性以及膜磷脂代谢如何变化鲜见报道。甘肃农业大学食品科学与工程学院的彭 慧、龚 迪、毕 阳*等人以‘元帅’苹果为试材，观察P. expansum接种后病斑直径的变化，测定侵染对果实细胞膜透性的影响，分析膜磷脂代谢关键酶活性和底物产物含量的变化，以期为揭示真菌侵染对果实细胞膜磷脂代谢的原理提供理论依据。

1、P. expansum侵染对果实病斑直径的影响

由图1可知，P. expansum侵染后果实病斑直径逐渐增大，而对照果实的病斑直径基本保持稳定。侵染果实的病斑直径在前2 d与对照相比无显著差异，2 d后均显著高于对照组，第4天时高出对照组3.19 倍（图1）。上述结果表明，果实和病原菌互作早期（前2 d）果实抗性占优势，而2 d后病原菌的致病性明显提高，病斑明显增大。

2、P. expansum侵染对果实细胞膜透过率的影响

细胞膜透过率是反映果实细胞膜完整性的重要指标，病原菌侵染会破坏果实细胞膜的完整性。无论是接种组还是对照组，果实细胞膜透过率整体均呈上升趋势，侵染早期（前2 d）果实细胞膜透过率与对照组无明显差异，而侵染后期（2 d后）显著高于对照组（P＜0.05）（图2）。由此表明，P. expansum侵染早期对细胞膜透过率影响不大，但在侵染后期明显破坏了细胞膜的完整性。

3、P. expansum侵染对果实膜磷脂代谢的影响

由图3可知，苹果果实的PLA 2 活力在侵染后先持续增高，第4天时达到峰值，再小幅下降。对照果实的PLA2活力先小幅升降，后明显增高。侵染果实的PLA2活力均显著高于对照组，第2天时高于对照组52.46%（P＜0.05）（图3A）。侵染果实和对照果实的PLC活力整体上均呈逐渐升高趋势，但侵染果实PLC活力显著高于对照组，第4天时侵染果实PLC活力高于对照组16.36%（P＜0.05）（图3B）。侵染果实PLD活力持续升高，对照果实PLD活力2 d前基本保持稳定，2 d后逐渐升高。侵 染果实 PLD 活力显著高于对照组，其中第 2 天达到最大差异且高于对照组 39.28 % （ P ＜ 0.05 ）（图 3C ）。侵染和对照果实的 PC 和 PI 含量均逐渐降低，侵染果实的 PC 和 PI 含量在早期（ 2 d 前）与对照组无显著差异，后期（ 2 d 后）显著低于对照组，第 4 天时分别低于对照组 16.91 % 和 11.8 % （ P ＜ 0.05 ）（图 3D 、 E ）。侵染和对照果实的 PA 含量均逐渐升高，侵染果实的 PA 含量早期（ 2 d 前）与对照组无显著差异，后期（ 2 d 后）显著高于对照组，第 4 天时高出对照组 12.74 % （ P ＜ 0.05 ）（图 3F ）。上述结果表明， P. expansum 侵染伊始，果实的 PLA 2 、 PLC 和 PLD 活力就快速升高，但侵染果实的 PC 、 PI 和 PA 含量在侵染后期（ 2 d 后）才显著低于或高于对照组。

4、P. expansum侵染对果实脂肪酸含量和脂肪酸不饱和度的影响

侵染果实和对照果实油酸、亚油酸、亚麻酸含量均在贮藏初期迅速升高，在第1天时达到峰值，然后逐渐降低。在贮藏的第2天，侵染果实的油酸、亚油酸和亚麻酸分别比对照分别高31.58%、55.57%和43.67%（P＜0.05）（图4A、B、C）。侵染果实棕榈酸和硬脂酸含量在贮藏过程中逐渐升高，且在后期升高的速率加快，对照果实的含量在侵染早期（前2 d）保持稳定，后期（2 d后）略有升高。侵染果实的棕榈酸和硬脂酸含量在第6天时分别高出对照组49.46%和43.39%（P＜0.05）（图4D、E）。侵染和对照果实的脂肪酸不饱和度整体呈先升高后降低的趋势，侵染早期（前2 d）果实的脂肪酸不饱和度显著高于对照组，第2天时高于对照组37.54%。侵染后期（4 d后）显著低于对照组，第6天时低于对照组16.26%（P＜0.05）（图4F）。上述结果表明，P. expansum侵染早期促进了果实不饱和脂肪酸的释放，而侵染后期促进了饱和脂肪酸释放，早期的不饱和脂肪酸释放与果实抗病性相关，而后期的饱和脂肪酸释放则与P. expansum的致病相关。

5、P. expansum侵染果实细胞膜透率与膜磷脂代谢相关指标的相关性

由表1可见，P. expansum侵染果实细胞膜透过率与PLA2、PLC和PLD活力呈极显著正相关，相关系数分别为0.938、0.989和0.953；与PC和PI含量呈极显著负相关，相关系数分别为－0.949和－0.955；与PA含量极显著正相关，相关系数为0.985。此外，侵染果实细胞膜透率还与棕榈酸和硬脂酸含量显著极正相关，相关系数分别为0.781和0.901。

结 论

P. expansum侵染苹果早期（前2 d），果实病斑直径无明显变化，细胞膜透过率与对照组无显著差异，侵染后期（2 d后）果实病斑直径和细胞膜透过率明显增大。P. expansum侵染激活了果实的PLA2、PLC和PLD活力，加速了膜磷脂降解，破坏了细胞膜的完整性。侵染早期促进了果实不饱和脂肪酸的释放，侵染后期促进了饱和脂肪酸的释放，侵染早期不饱和脂肪酸的迅速释放可能与果实抗性相关。

本文《扩展青霉侵染对苹果果实膜磷脂代谢的影响》来源于《食品科学》2021年42卷3期211-218页，作者：彭慧，龚迪，魏亚楠，杨乾，宗元元，Dov PRUSKY，Edward SIONOV，毕阳。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200130-287。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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