《食品科学》：甘肃农业大学李永才教授等：吡啶-2,6-二羧酸处理对梨果采后黑斑病控制作用及其抑菌机理

早酥梨是中国农业科学院果树研究所将苹果与梨进行杂交得到的一种新的梨品种，采收期为每年的7~8月，气温较高，这对后续早酥梨的销售非常不利。微生物侵染会严重影响早酥梨的品质，商业价值迅速降低，给果农造成经济损失。其中由互隔交链孢（Alternaria alternata）引起的黑斑病是早酥梨采后主要的病害之一，在室温环境下A.alternata会快速生长繁殖产生毒素，不仅会使果实腐败，还会对人类和动物健康造成潜在安全风险。

吡啶-2,6-二羧酸（DPA）是从枯草芽孢杆菌168的分泌物中分离出的一种新的抗真菌化合物，其作为细菌芽孢特有的化合物而成为生物标志物。甘肃农业大学食品科学与工程学院的杨阳阳、刘志恬、李永才*等使用DPA来处理黑斑病菌A.alternata，研究DPA对A.alternata生长的抑制作用，并进一步深入探讨其可能的抑菌机理，同时还用DPA对早酥梨果实进行处理，探究DPA对黑斑病的控制作用，以期拓宽DPA适用范围，为DPA投入市场实际生产应用提供理论依据，同时为控制早酥梨采后病害提供一种新的天然防腐杀菌剂。

1、DPA处理对A.alternata生长的影响

DPA处理对A.alternata菌落生长的影响

如图1所示，DPA处理能显著抑制A.alternata菌落的生长（P＜0.05），且抑制效果随处理浓度的增加而增强。同时DPA处理使A.alternata菌丝的颜色变浅（图1A）。2.0 mmol/L的DPA处理9 d后菌落直径仅为对照组的51.76%，当DPA浓度为4.0 mmol/L时，A.alternata菌落生长完全受到抑制（图1B）。

DPA处理对A.alternata孢子萌发、芽管伸长的影响

DPA处理能有效抑制A.alternata的孢子萌发和芽管伸长（图2），且其抑制效果随处理浓度的增加而增强。培养6 h，对照组孢子萌发率达90%，芽管长度已达494.278 μm。而4.0 mmol/L DPA处理6 h后仅有27.67%的孢子萌发，芽管长度仅为121.657 μm。

2、DPA处理对早酥梨黑斑病的控制效果

DPA处理对早酥梨黑斑的扩展有抑制作用，且处理浓度越大抑制效果越佳（图3A）。但与在PDA平板上所用浓度不同，体内实验发现20.0 mmol/L DPA处理才能有效地控制早酥梨的黑斑病。处理前期（第3、5天），5.0 mmol/L DPA处理组与对照组病斑直径差异不显著。贮存至第11天时，对照组早酥梨病斑直径为4.06 cm，而20.0 mmol/L DPA处理组早酥梨病斑直径（2.24 cm）仅为对照组的55.17%（图3B）。

3、DPA处理对A.alternata细胞膜完整性的影响

为了进一步探索DPA潜在的抗真菌机理，用PI染液检测A.alternata细胞膜完整性，PI是一种膜不可渗透的荧光染料，在荧光显微镜下，PI染料将失去膜完整性的细胞染为红色。对照组中仅有个别孢子细胞膜被破坏，发出微弱红光，而DPA处理组孢子随DPA浓度的增大红光逐渐增强（图4A，点击下方阅读原文即可查看）。4.0 mmol/L DPA处理组孢子PI染色率是对照组的8.78 倍（图4B）。

4、DPA处理对A.alternata细胞膜透性的影响

对A.alternata菌丝电导率的影响

如图5所示，电导率代表溶液中离子强度的大小，所以电导率的改变可以在一定程度上反映细胞膜透性的改变。DPA处理组A.alternata菌丝电导率显著高于对照组（P＜0.05），且DPA处理浓度越大，菌丝电导率越大。在处理0.5 h内各处理组菌丝电导率均迅速上升，随后变化趋于平稳。处理3 h后，2.0 mmol/L DPA处理组菌丝体电导率为对照组的6.84 倍。

对A.alternata核酸渗漏量的影响

如图6所示，DPA处理组A.alternata菌丝核酸渗漏量显著高于对照组（P＜0.05），且随着处理浓度增加以及处理时间的延长而增大。处理前1 h内，各处理组核酸渗漏量均迅速升高且差异显著，4.0 mmol/L DPA处理组菌丝核酸渗漏量为对照组的6.23 倍。1 h后各处理组核酸渗漏量缓慢上升，处理4 h时，4.0 mmol/L DPA处理组菌丝的核酸渗漏量为对照组的2.67 倍。

对A.alternata蛋白质渗漏量的影响

如图7所示，DPA处理组A.alternata菌丝蛋白质渗漏量显著高于对照组（P＜0.05），且DPA处理浓度越大蛋白质渗漏量越大。处理前1 h内，各处理组蛋白质渗漏量均迅速升高且差异显著，4.0 mmol/L DPA处理菌丝蛋白质渗漏量为对照组的32.06 倍。1 h后各处理组变化趋于平稳，处理4 h时，4.0 mmol/L DPA处理菌丝蛋白质渗漏量为对照组的8.99 倍。

5、DPA处理对A.alternata细胞膜麦角甾醇质量浓度的影响

如图8所示，随DPA处理浓度增加，菌丝的细胞膜麦角甾醇质量浓度显著降低。对照组菌丝细胞膜麦角甾醇质量浓度为39.90 μg/mL，而1.0、2.0 mmol/L的DPA处理组菌丝细胞膜麦角甾醇质量浓度显著降低（P＜0.05），分别为32.56、19.51 μg/mL。

6、DPA处理对A.alternata丙二醛浓度的影响

丙二醛浓度是反映膜脂过氧化程度的指标之一。DPA处理可以使A.alternata丙二醛浓度增加（图9），并且随处理浓度增加以及处理时间的延长而增加。处理4 h时，2.0 mmol/L DPA处理组丙二醛浓度为对照组的1.32 倍。

结论

综上，DPA处理可以有效抑制A.alternata的菌落生长、孢子萌发和芽管伸长，且能有效控制早酥梨黑斑病的扩展，其作用效果存在浓度依赖性。进一步研究表明DPA可通过破坏A.alternata细胞膜的完整性、提高膜通透性、抑制膜组分麦角甾醇的合成和促使膜质氧化进而显著抑制A.alternata的生长。

本文《吡啶-2,6-二羧酸处理对梨果采后黑斑病控制作用及其抑菌机理》来源于《食品科学》2022年43卷11期163-170页，作者：杨阳阳，刘志恬，李永才，毕阳，卢玉慧，谢鹏东。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210517-193。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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