《食品科学》：新疆农业大学朱璇教授等：采前喷施壳寡糖对采后西梅黑斑病的控制

西梅，学名欧洲李（

Prunus domestica

Alternaria alternata

壳寡糖（COS）是一种源自壳聚糖生物降解的天然、安全且环保的水溶性低聚糖。COS处理在果实采后贮藏过程中具有重要作用，能通过保持果实较高的抗氧化活性、调节激素生物合成、防止细胞壁降解等途径维持果实的贮藏品质。COS作为一种天然的功能性多糖，不仅可以延缓果实成熟衰老，维持采后品质，还能增强果实抗病性。

新疆农业大学食品科学与药学学院的李文博、张新祺、朱璇*等以西梅果实为材料，通过直接抑菌和诱导抗病性两方面，探讨采前喷施COS对西梅果实抗病性的影响效果，旨在为西梅病害防控探索新的途径。

1 COS处理对

A. alternata

如图1A所示，A. alternata菌饼接种在培养基后，随COS处理组质量分数增加抑菌效果增强，呈现剂量依赖效应，对照组菌饼始终大于COS处理组。如图1C所示，不同质量分数的COS对A. alternata菌落均有显著抑制作用（P＜0.05），其中0.20% COS抑菌效果最好，培养7 d后其菌饼直径为2.05 cm，对照组菌饼直径为4.55 cm，仅为对照组的45.05%。

如图1B、D所示，随着培养时间的延长，A. alternata孢子萌发率逐渐增加，COS处理组的孢子萌发率在0、2、4、6 h均低于对照组。6 h时，对照组孢子完全萌发，0.10% COS和0.20% COS处理组孢子萌发率仅分别为66.43%、64.17%，显著低于对照组（P＜0.05），但二者之间并无显著差异（P＞0.05）。

2 COS处理对西梅果实接种发病率和病斑直径的影响

如图2所示，贮藏期间，西梅果实随着贮藏时间延长，发病率和病斑直径都表现出增长的趋势。但采前COS处理组西梅果实的发病率和病斑直径明显低于对照组。如图2B所示，在贮藏第30天时，对照组、0.05% COS和0.20% COS处理组开始不同程度地发病，发病率分别为12.34%、9.47%、6.24%，但0.10% COS处理组尚未发病。贮藏第45天时，0.10% COS处理组开始发病，较对照组晚发病15 d，此时0.10% COS处理组发病率为14.49%，对照组发病率为29.74%，0.10% COS处理组发病率仅为对照组的48.72%。贮藏结束时，0.10% COS处理组发病率为56.67%，分别较对照组、0.05% COS和0.20% COS处理组降低了22.28%、13.89%、8.33%（P＜0.05）。如图2C所示，从贮藏第30天开始，0.10% COS处理组西梅果实病斑直径显著低于其他3 组。贮藏第45天时，对照组、0.05% COS、0.10% COS和0.20% COS处理组病斑直径分别为5.72、4.75、2.91、3.87 mm。贮藏结束时，0.10% COS处理组西梅果实病斑直径相较对照组、0.05% COS处理组和0.20% COS处理组分别低38.20%、33.73%、9.84%（P＜0.05）。

上述结果表明，相较于对照组，3 个COS处理组均能不同程度地抑制A. alternata菌饼生长和孢子萌发，降低西梅果实损伤接种后的发病率，抑制病斑扩展。其中，0.10% COS处理组对A. alternata菌落生长的抑制效果略逊于0.20% COS处理组，但对孢子萌发的抑制效果二者之间并无显著差异（P＞0.05），对降低果实发病率和抑制病斑扩展的效果显著优于后者（P＜0.05）。因此，选定0.10% COS处理组作为最佳处理组进行后续实验分析。

3 COS处理对

A. alternata

如图3所示，取培养基上生长7 d的A. alternata菌饼在扫描电镜下观察并拍照，发现对照组菌丝整体结构相对正常，大多菌丝结构完整（黄箭头）未见明显皱缩、塌陷，表面光滑、粗细均匀、密集交织为网状（图3A），菌丝横膈完整（白箭头）（图3B）。0.10% COS处理过的菌丝整体中度损伤，少量细胞结构完整（黄箭头），未见明显皱缩、塌陷，表面光滑（图3C）；菌丝局部皱缩（红箭头），大多扭曲、折叠，菌丝表面畸形，粗细不均，局部可见破损、不连续（绿箭头），菌丝横膈粗细不一（白箭头）（图3D）。

4 COS处理对西梅果实代谢酶活性的影响

4.1 COS处理对西梅果实SOD活性、H2O2含量和CAT活性的影响

SOD能催化超氧阴离子形成H2O2。如图4A所示，贮藏开始后，SOD活性迅速增加，处理组30 d时SOD活性出现最大值，为3.266 U/g，相较对照组SOD活性最大值提前了30 d，对照组60 d时SOD活性达到最大值，为2.964 U/g。贮藏结束时，0.10% COS处理组西梅果实SOD活性比对照组活性高6.88%（P＜0.05）。说明采前COS处理能增加西梅果实贮藏期间的SOD活性。

H2O2作为抗性信号分子参与了COS对植物组织抗病性的诱导。如图4B所示，贮藏前期（0～30 d），损伤接种后COS激活了抗性信号H2O2的传导途径，使得0.10% COS处理组H2O2含量迅速增加。贮藏后期（60～90 d），0.10% COS处理组H2O2含量逐渐降低且低于对照组，原因可能是CAT催化分解H2O2形成水，从而减少过量H2O2对细胞膜脂质的过氧化损伤。贮藏结束时，0.10% COS处理组H2O2含量为对照组的92.11%（P＜0.05）。说明采前COS处理能显著促进西梅果实贮藏前期H2O2含量的积累，减少后期H2O2的生成。

如图4C所示，对照组CAT活性于30 d出现最大值，此时处理组和对照组活性分别为13.75、13.133 U/g，并无显著差异（P＞0.05），0.10% COS处理组CAT活性于45 d达到峰值，此时0.10% COS处理组CAT活性为对照组的1.50 倍（P＜0.05）。贮藏结束时，对照组CAT活性仅为处理组的59.95%（P＜0.05）。说明采前COS处理能延缓西梅果实贮藏期间CAT活性的降低。

4.2 COS处理对西梅果实CHT和GLU活性的影响

CHT和GLU作为病程相关蛋白，可以激活抗性相关酶表达，从而增加抗病性。如图5所示，西梅果实在贮藏过程中CHT和GLU活性整体呈现先升高后降低的趋势，0.10% COS处理组CHT活性始终高于对照组。两组CHT和GLU活性皆于45 d达到最大值，此时0.10% COS处理组CHT和GLU活性分别为172.609、58.667 U/g，对照组CHT和GLU活性分别为145.652、45.333 U/g，处理组CHT和GLU活性分别是对照组的1.19 倍和1.29 倍（P＜0.05）。贮藏结束时，处理组CHT活性比对照组高17.06%（P＜0.05），GLU活性略低于对照组（P＞0.05）。说明采前COS处理能增加西梅果实贮藏期间的CHT和GLU活性。

4.3 COS处理对西梅果实PAL、4CL和C4H活性的影响

如图6A所示，0.10% COS处理组和对照组PAL活性在贮藏第0～45天呈上升趋势，于45 d达到最大值，之后缓慢下降，第45天时0.10% COS处理组活性比对照组高30.08%（P＜0.05）。贮藏结束时，处理组PAL活性是对照组的1.31 倍（P＜0.05）。说明采前COS处理能增强西梅果实贮藏期间的PAL活性。

如图6B所示，在贮藏前期（0～30 d）0.10% COS处理组和对照组4CL活性缓慢上升，贮藏第30天时，两组4CL活性差异不显著（P＞0.05），之后0.10% COS处理组4CL活性不断增加，贮藏第45天时，对照组4CL活性为对照组的90.85%（P＜0.05）。贮藏结束时，0.10% COS处理组4CL活性比对照组高7.35%（P＜0.05）。说明采前COS处理能促进西梅果实贮藏期间4CL的表达。

如图6C所示，在整个贮藏期间0.10% COS处理组和对照组C4H活性整体呈现上升的趋势，0.10% COS处理组C4H活性始终高于对照组，在贮藏第30、60、90天，0.10% COS处理组的C4H活性分别比对照组高6.16%、11.03%、6.86%（P＜0.05）。说明采前COS处理能增加西梅果实贮藏期间的C4H活性。

4.4 COS处理对西梅果实总酚、类黄酮和木质素含量的影响

如图7A所示，贮藏前期（0～30 d），两组西梅果实总酚含量增长缓慢，贮藏中后期（30～75 d），0.10% COS处理组总酚含量先增加后减少，在60 d达到峰值（2.028 OD280 nm/g），对照组总酚含量先减少后增加，在75 d达到峰值（1.972 OD280 nm/g），此时两组总酚含量并无显著差异（P＞0.05）。贮藏结束时，0.10% COS处理组总酚含量比对照组高7.60%（P＜0.05）。

如图7B所示，整个贮藏过程中两组西梅果实类黄酮含量呈现先增后减的趋势，贮藏前期（0～15 d），两组类黄酮含量缓慢增加，在贮藏第15天时并无显著差异（P＞0.05）。从贮藏第15天开始，0.10% COS处理组类黄酮含量始终高于对照组，且差异显著（P＜0.05），在贮藏第30、60、90天，处理组类黄酮含量分别是对照组的1.16、1.22、1.18 倍（P＜0.05）。

如图7C所示，处理组和对照组西梅果实木质素含量在贮藏过程中呈现前期缓慢增加后期迅速减少的趋势。对照组木质素含量在贮藏第45天达到最大值，0.10% COS处理组木质素含量在贮藏第60天达到最大值，两组木质素含量最大值分别为6.162 mg/g和7.787 mg/g，两组木质素含量达到峰值后迅速降低，贮藏结束时0.10% COS处理组木质素含量比对照组高18.40%（P＜0.05）。说明采前COS处理能有效增加西梅果实贮藏期间的总酚、类黄酮和木质素含量。

5 西梅果实发病率和病斑直径与其他指标间的相关性分析

当相关系数为0.8～1.0时，表明两者之间存在极强的相关性；0.6～0.8则表示相关性显著；0.2～0.6意味着相关性相对较弱；当相关系数为0.0～0.2时，可视为两者间存在非常微弱的相关性，或几乎无相关性。如图8所示，发病率与病斑直径呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数为0.91，与CAT、GLU、类黄酮呈显著负相关（P＜0.05），相关系数分别为－0.63、－0.64、－0.64。与SOD、H2O2、PAL、木质素含量呈极显著负相关（P＜0.01），相关系数分别为－0.89、－0.88、－0.73、－0.75。病斑直径与SOD、H2O2、CAT、GLU、PAL、类黄酮、木质素含量呈极显著负相关（P＜0.01），相关系数分别－0.75、－0.99、－0.89、－0.90、－0.95、－0.90、－0.96。上述结果表明，采前喷施COS处理增强了西梅果实对黑斑病的抗性。

6 讨论

由A. alternata引起的黑斑病是果实采后常见病害之一，它不仅影响果实贮藏品质，缩短果实贮藏期，而且A. alternata可产生毒素，给食品安全带来隐患。本研究表明，COS处理能显著抑制A. alternata菌落生长和孢子萌发，抑制采后西梅果实接种A. alternata发病率与病斑直径的增加。COS浓度增加对链格孢菌生长的抑制作用增强，呈现剂量依赖效应。Yang Lingyu等使用COS对桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）的研究也表现出剂量依赖效应，与本研究结果相似。COS的抑菌机制可能涉及氨基寡糖，这种物质能够穿透微生物的细胞壁，从而干扰DNA到RNA的转录过程，进而阻断微生物的繁殖。COS还可通过增加微生物细胞膜通透性，促使胞内物质泄露，从而引发菌体死亡。同时COS的抑菌活性还与其能够改变菌丝体生长形态的特性相关。本研究结果表明经COS处理的A. alternata菌丝大多扭曲、折叠，菌丝表面畸形、粗细不均，局部可见破损、不连续，从而抑制病原菌的正常生长。

另一方面，COS还能有效诱导抗性信号传导途径并建立诱导抗病性机制，增强果实自身防御系统对病原菌侵染的抵抗能力。H2O2是诱导果实产生抗病性的重要信号分子，在活性氧代谢过程中，SOD和CAT发挥着重要作用，SOD催化超氧阴离子转化为H2O2，而CAT则催化H2O2进一步转化为H2O。本实验发现，采前喷施COS处理的西梅果实在贮藏期间SOD活性显著提升，而CAT活性后期显著高于对照组，这种酶活性的变化有助于果实组织前期H2O2作为信号分子的快速积累，诱导并提高果实的抗病性，同时减轻后期H2O2过量积累对组织的氧化损伤。几丁质和β-1,3-葡聚糖是真菌细胞壁的主要成分，本研究中，经采前COS处理的西梅果实采后CHI和GLU活性始终高于对照组，较高的GLU和CHI活性更有利于分解A. alternata细胞壁的几丁质和β-1,3-葡聚糖，从而增强西梅果实抗病性。苯丙烷代谢是植物主要的次级代谢途径，能通过增加果实抗病性相关酶的活性以改善宿主抗性。PAL、4CL和C4H是代表性的抗性相关酶，其参与宿主对各种胁迫的抗性。PAL是控制苯丙烷代谢产物初始合成途径反应的关键酶，其参与木质素和其他抗性物质的生物合成以保护植物免受胁迫。PAL首先促使苯丙氨酸转化为反式肉桂酸，随后在C4H的参与下，反式肉桂酸进一步被转化成p-香豆酸。接着通过4CL的催化，p-香豆酸被转变为p-香豆酰辅酶A。上述反应完成后生成的产物p-香豆酰辅酶A作为关键起始分子，能在酶的作用下参与多种生化途径，生成总酚、类黄酮以及木质素等次生代谢产物。本研究中，PAL、4CL和C4H活性在整个贮藏期间整体显著高于对照组；总酚、类黄酮和及木质素含量整体也明显高于对照组；有研究表明，高水平的酚类和黄酮类化合物可以抑制病原菌的生长，或者直接杀死病原菌。木质素的合成与沉积可以通过形成阻挡病原菌侵染的物理屏障和增加植物细胞壁对病原菌侵染的抗性增强西梅果实的抵抗力。以上变化均能使西梅果实对黑斑病的抗病性得到增强。

7 结论

综上所述，COS能显著抑制 A. alternata 菌落直径生长和孢子萌发，使 A. alternata 菌丝表面粗糙、粗细不均匀，部分出现塌陷；采前喷施COS提高了采后西梅果实中SOD、CAT、CHT、GLU、PAL、4CL、C4H活性，促进总酚、类黄酮和木质素的积累并使贮藏前期H 2 O 2 快速累积，后期保持较低水平，抑制采后西梅果实接种 A. alternata 后发病率与病斑直径的增加。说明采前喷施COS处理可通过直接抑菌和诱导抗病性增强采后西梅对黑斑病的抗性。

本文《 采前喷施壳寡糖对采后西梅黑斑病的控制 》来源于《食品科学》2025年46卷第7期283-291页，作者： 李文博，张新祺，赵亚婷，田瑞，吴颖颉，范雅青，张璇，李佳欣，朱璇 。DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20241011-064 。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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