《食品科学》：宁波大学韦莹莹教授等：ε-聚赖氨酸对桃果实采后病害与苯丙烷代谢途径的影响

桃（Prunus persica）属蔷薇科、李属，在我国栽培历史悠久、种植范围广泛，果实营养丰富，深受消费者青睐。桃果实在采后易受病原菌侵染，其中，由果生链核盘菌（Monilinia fructicola）侵染引发的采后褐腐病，因潜伏期短、病程发展快，已成为桃产业主要采后病害。针对桃果实采后病害，传统化学合成杀菌剂虽能有效控制病原菌增殖，但其潜在的环境污染和食品安全风险已引发广泛关注。近年来，基于“诱导抗病性”理论的新型防控技术不断受到关注，通过激活果蔬自身的防御系统，影响多个生理生化过程，如通过诱导合成抗菌物质、增强抗氧化能力、上调抗病相关基因表达，从而提高果蔬的抗病能力，进而适应复杂的病原菌侵染，获得动态的防御调节能力，与先天防御协同作用形成一个多层次的防御体系。因此，寻找一种可激活果蔬产生诱导防御型的物质，从而实现安全、环保、可持续的病害防控，对于当前桃采后产业发展具有重要意义。

ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种天然多肽化合物，于1977年从土壤中的非致病性放线菌白色链霉菌株发酵液中被提取出来。该物质作为天然抗菌肽，对细菌、真菌、酵母以及某些病毒表现出广谱抗菌活性且具有较高的安全性，目前作为食品添加剂在日本、韩国、美国、中国等多个国家得到广泛应用。除此之外，ε-PL还属于生物源性激发子，可诱导果蔬产生抗性。Wu Jingjing等将不同浓度的ε-PL应用于芒果、无花果和火龙果等时发现，随着浓度的增加，其对炭疽病抑制作用越明显，在质量浓度3 000 mg/L时，火龙果上的抑制率为100%。Dou Yong和Li Youyuan等以苹果为研究对象，发现ε-PL可直接作用于病原菌并降低病原菌的存活率，也可提高抗氧化代谢相关酶的基因表达和活性、促进有机酸的合成，从而提升苹果对黑斑病和青霉病的抗病能力。Sun Guangzheng和Li Hua等的研究发现ε-PL诱导抗病相关蛋白的积累和抗病相关基因表达水平提升，进而提高了番茄果实和冬枣果实对灰霉病的抗性。然而，将ε-PL应用于桃果实采后防腐保鲜，尤其是ε-PL对桃果实抗病性的影响及作用机制研究，尚鲜见相关报道。

宁波大学食品科学与工程学院的孙立陆、钟读惠、韦莹莹*等人以‘湖景蜜露’桃果实为研究对象，探究不同质量浓度ε-PL处理对桃果实采后病害和贮藏品质的影响，并从转录组学、生理生化和代谢途径探究ε-PL诱导桃果实采后抗病性的作用机制，旨在为将ε-PL应用于采后桃果实防腐保鲜提供技术支持和理论依据。

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不同浓度ε-PL浸泡处理对桃果实接种M. fructicola病害发生率和病斑直径的影响

从图1可以看到，ε-PL处理会显著降低桃果实的发病率和病斑直径（P＜0.05），在2 d时，对照组果实发病率达到73.3%，而不同质量浓度处理组的发病率分别为50%、43.3%和36.7%，较对照组分别降低了31.8%、40.9%和50%。说明ε-PL处理对先接种M. fructicola病害具有直接的抑制作用，抑制效果随质量浓度增加而增强。

从图2可以看出，在接种2 d后桃果实开始出现病害，随着贮藏时间的延长各组桃果实的发病率和病斑直径均逐渐增加。其中，2 d时，800 mg/L和1 200 mg/L的ε-PL处理能够显著降低桃果实的发病率（P＜0.05），分别为76.7%和80.0%，与对照组的发病率（90.0%）相比分别降低了14.8%和11.1%。说明ε-PL处理能诱导提升桃果实的抗病性，抑制果实褐腐病的发展。然而，800 mg/L和1 200 mg/L 的ε-PL处理组之间无显著差异，因此后续实验采用较低的800 mg/L ε-PL探究其诱导桃果实抗病性的作用机制。

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ε-PL浸泡处理对桃果实采后贮藏品质的影响

如表2所示，与对照组相比，ε-PL处理组桃果实的硬度、可滴定酸质量分数、TSS质量分数和VC含量与对照组相比均维持在较高水平，且质量损失率显著低于对照组（P＜0.05），但出汁率未显示出显著差异。这些结果表明，ε-PL处理保持了果实硬度，减少了质量损失率，维持了TSS和VC含量。

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转录组分析

为了探究ε-PL处理诱导桃果实抗病性的作用机制，运用转录组测序技术在转录水平上分析DEGs，并对DEGs进行了KEGG富集分析探究DEGs生物学功能。

DEGs筛选结果表明，在本次测序结果中共获得825 个DEGs，其中上调基因437 个、下调基因388 个（图3A）。对DEGs进行KEGG富集分析，结果表明，与对照组相比，ε-PL组DEGs显著富集于植物抗病相关的生物学通路（图3B）。其中植物-病原体互作与次生代谢产物生物合成富集基因数目较多，表明激活了防御信号转导与次生代谢物合成。同时，苯丙烷类化合物生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成通路也被富集，这两个代谢通路在植物应对抗逆中发挥重要作用，这两个通路的富集初步表明ε-PL处理可以通过激活苯丙烷代谢以及相关次生代谢产物的积累诱导提高桃果实的抗病性。

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ε-PL处理对桃果实苯丙烷代谢相关基因表达水平的影响

如图4所示，在整个贮藏期间，ε-PL处理组桃果实苯丙烷代谢相关基因表达量整体呈先上升后下降趋势，其中，PpPAL的表达量在6 h便迅速响应，与对照组相比出现显著差异（图4A）。PpC4H、PpCSE的变化与PpPAL变化类似（图4B、E），均在前期迅速响应；Pp4CL的表达量在12、48、72 h时较对照组显著上调（图4C）；PpPOD的表达量在12、24、48 h时较对照组显著上调（图4D），PpCCoAOMT的表达量在多个时间点显著上调，贮藏中后期差异尤为显著（图4F）。以上结果表明，ε-PL有效提高了桃果实中苯丙烷代谢关键酶的基因表达。

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ε-PL处理对桃果实苯丙烷代谢途径相关酶活性的影响

与对照组相比，ε-PL处理组的果实PAL活性始终处于较高水平（图5A），并且在48 h内不断上升，其中在12 h两组之间差异极显著（P＜0.01），ε-PL处理组较对照组增加了41.12%。果实C4H活性随贮藏时间延长而增加（图5B），ε-PL处理组中C4H活性的变化更为明显，两组在12～72 h差异显著。对照组的4CL活性变化较为平缓，而ε-PL处理组的4CL活性在前期出现急剧变化，0～6 h迅速上升，然后急剧下降，再在12 h到72 h逐渐上升，两组的4CL活性在0、48、72 h存在显著差异，尤其在72 h ε-PL组较对照组上升了314.1%（图5C）。ε-PL处理组的POD活性呈现先上升后下降的变化，在24 h达到峰值，在6 h时两组差异极显著，ε-PL组较对照组增加了69.1%（图5D）。以上结果表明，ε-PL处理诱导提升了桃果实苯丙烷代谢途径PAL、C4H、4CL和POD的活性。

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总酚、总黄酮和木质素含量变化

如图6A、B所示，对照组的总酚和总黄酮含量在整个贮藏期间的变化较为平稳，而ε-PL处理组的果实中总酚和总黄酮的含量更高，二者均在24 h时达到峰值，分别比对照果实高72.8%和64.7%。在贮藏期间，桃果实的木质素含量逐渐增加（图6C），ε-PL处理组果实中的木质素积累水平更高，在12、48、72 h与对照组果实相比有显著差异，木质素积累量分别增加了41.2%、42.9%和46.1%。上述结果表明，ε-PL处理诱导提升了苯丙烷途径代谢产物总酚、总黄酮和木质素的积累量。

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讨论与结论

桃果实采后易受到病原菌的侵染，由M. fructicola引起的褐腐病会造成严重的品质劣变和质量损失，近年来，使用天然物质诱导果实本身产生抗性是备受关注的一类果蔬病害控制方法。ε-PL作为一种安全、环保的天然抗菌肽，可作为食品防腐剂应用于食品加工中，其不仅对一些病原菌有抑菌效果，也可作为一种生物源激发子诱导果蔬产生抗性抵御逆境。研究表明，ε-PL处理可以影响苯丙烷代谢、茉莉酸生物合成、活性氧代谢通路中关键酶的活性和基因表达以及相关代谢产物的积累，通过多种途径协同提高植物抗病性。本研究中，用400～1 200 mg/L的ε-PL处理采后桃果实可有效降低发病率和病斑直径，兼具直接抑菌和诱导抗病性的双重作用。已有相关研究报道了ε-PL对M. fructicola这类病原真菌的体外抑制作用，如ε-PL可以抑制M. fructicola孢子萌发和芽管生长，本研究则侧重于ε-PL诱导桃果实采后抗病性的作用及机制。在诱导桃果实抗病性过程中，800 mg/L的ε-PL处理具有显著的诱导抗病效果，先浸泡后再接种M. fructicola，2 d后ε-PL处理组果实发病率较对照降低14.8%，病斑直径降低了23.5%，且在贮藏品质方面，ε-PL处理有效保持了果实硬度，减少了质量损失，维持了TSS和VC含量，使果实保持较好的品质。通过转录组测序分析发现，ε-PL处理诱导了桃果实苯丙烷类化合物生物合成、次生代谢物生物合成、植物激素信号转导等途径相关基因的表达，这与前人研究发现ε-PL处理可通过激活多种代谢通路进而维持果蔬采后品质的结果一致。

苯丙烷代谢途径的激活是植物启动防御机制的重要标志，此代谢途径通过合成酚类、黄酮类和木质素等具有生物活性的次生代谢产物，进而增强植物的抗病性。PAL、C4H、4CL是苯丙烷代谢途径中的3 个重要反应阶段的酶，其中PAL是第1个关键的限速酶，PAL催化苯丙氨酸生成肉桂酸，肉桂酸经C4H、4CL作用转化为4-香豆酰辅酶A，该物质进一步推动代谢分支，经两个分支可分别产生木质素和黄酮类物质。在本研究中，ε-PL处理的桃果实PpPAL、PpC4H、Pp4CL、PpPOD、PpCSE和PpCCoAOMT基因表达量被诱导提高，PAL活性始终处于较高水平，C4H活性的变化更为明显，4CL活性在短时间内便出现急剧的变化，由此判断苯丙烷代谢在本研究中发挥重要作用，进一步分析此途径中的POD活性发现，ε-PL处理组的POD活性与对照相比较高，在6 h时增加了69.1%。这些关键酶活性的升高也进一步提高了苯丙烷类代谢物——总酚、总黄酮和木质素的含量。

综上所述，800 mg/L的ε-PL溶液浸泡可以减少桃果实采后褐腐病的发生，维持桃果实较好的贮藏品质，并通过上调苯丙烷代谢途径相关基因（PpPAL、PpC4H、Pp4CL、PpPOD、PpCSE和PpCCoAOMT）的表达，提升PAL、C4H、4CL和POD的活性，促进抗病相关次生代谢物总酚、总黄酮和木质素的积累，从而诱导提高桃果实的采后抗病性。

通信作者

韦莹莹教授

宁波大学食品科学与工程学院

韦莹莹，博士、教授，主要从事果蔬贮运保鲜方面的研究，主持国家自然科学基金青年科学基金项目和面上项目、浙江省公益技术应用研究项目和宁波市青年科技创新领军人才项目等。以第一或通信作者在Hortic. Res.、J. Agric. Food Chem.等期刊上发表SCI论文20余篇，授权发明专利10余件，参与制定国家标准1 项。荣获2024年度中国商业联合会科学技术进步奖特等奖（4/9）及2020年度宁波市科技奖三等奖（2/7）。主讲浙江省本科高校一流课程《食品贮运学》，共同主编浙江省重点立项建设教材《食品贮运学》。主持浙江省“十四五”研究生教学改革项目，荣获浙江省优秀研究生教学案例2 项。

第一作者

孙立陆，宁波大学食品科学与工程学院硕士研究生，研究方向为果蔬贮藏与保鲜。

引文格式：

孙立陆, 钟读惠, 吴永艳, 等. ε-聚赖氨酸对桃果实采后病害与苯丙烷代谢途径的影响[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 347-354. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251119-137.

SUN Lilu, ZHONG Duhui, WU Yongyan, et al. Effect of ε-polylysine on postharvest disease and phenylpropanoid metabolism in peach fruits[J]. Food Science, 2026, 47(8): 347-354. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251119-137.

实习编辑：辉煌；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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