文章题目：Study on biocontrol efficacy of Debaryomyces hansenii induced with alginate oligosaccharides against blue mold caused by Penicillium expansum on pear fruit

发表期刊：International Journal of Food Microbiology

影响因子：5.7（JCR2025）

通讯单位：江苏大学食品与生物工程学院

        采后果蔬真菌病害每年在全球范围内造成约750亿美元的经济损失。合成化学杀菌剂虽是当前主要防治手段，但最大残留限量、病原抗药性及环境问题推动替代策略探索。拮抗酵母生物防治虽具环境友好优势，却因特异性偏强、效率不稳定、货架期偏短而受限，如何增强其生防效力成为关键突破口。褐藻寡糖（Alginate oligosaccharide，AOS）是由β-D-甘露糖醛酸（M）与α-L-古罗糖醛酸（G）以1,4糖苷键连接的海洋源酸性寡糖，水溶性好、无毒，已被证实可作为激发子诱导果实抗性。本文以扩展青霉（Penicillium expansum）所致梨青霉病为对象，以汉逊德巴利酵母（Debaryomyces hansenii Y3）为拮抗菌株，系统评估AOS诱导对生防效力的提升作用。

        研究以水晶梨为试材，同步开展体外与体内双向评价。体外实验将拮抗酵母与病原菌在PDB中共培养，测定P. expansum的孢子萌发率、芽管长度与径向生长；体内实验则在梨果伤口或表面接种后，分别于20°C与4°C储存条件下动态观测群体消长与病斑发展。实验设置不同褐藻寡糖诱导浓度（1、5、10、20 g/L），扫描电镜观察组织微观结构，系统测定防御相关酶（PPO、POD、PAL）与ROS清除酶（CAT、SOD）的活性变化、H₂O₂水平、总酚与黄酮含量，并通过RT-qPCR对相关酶基因表达进行验证，关联分析采用Pearson相关法（表1）。综合比较显示，5 g/L褐藻寡糖诱导处理效果最佳。

图1 褐藻寡糖诱导的D. hansenii对P. expansum孢子萌发率（A）、芽管长度（B）与径向生长（C）的体外抑制效果

        体外共培养条件下，褐藻寡糖诱导的D. hansenii使P. expansum的孢子萌发率与芽管长度大幅降低，菌落径向生长受到明显抑制（图1）。体内实验进一步显示，褐藻寡糖诱导组梨果的病发率与病斑直径大幅下降，5 g/L诱导处理对病害的抑制效果尤为突出（图2）。扫描电镜揭示，对照组扩展青霉大量侵入梨组织并形成致密菌丝网络，单独酵母处理组菌丝数量显著减少但仍可见，而褐藻寡糖诱导组几乎未观察到病原菌丝，且酵母细胞密度大幅提升（图3）。这表明褐藻寡糖诱导可显著增强D. hansenii在梨果伤口与表面的定殖优势与抑菌效力。

图2 褐藻寡糖诱导的D. hansenii对梨果青霉病病发率（A）与病斑直径（B）的体内抑制效果

图3 扫描电镜观察不同处理24 h后梨组织微观状态

        群体动态监测显示，在不同储存温度与梨果部位条件下，褐藻寡糖诱导的D. hansenii均维持显著高于未诱导组的群体水平，定殖稳定性大幅增强（图4）。果实防御体系层面，褐藻寡糖诱导组的PPO、POD、PAL等防御相关酶活性大幅升高，CAT、SOD等活性氧清除酶活性亦显著提升，H₂O₂水平则明显下降（图5），表明褐藻寡糖诱导的拮抗酵母可同时强化宿主酶促防御与抗氧化保护。次级代谢产物方面，处理组总酚与黄酮类化合物含量显著积累（图6），参与细胞壁强化、抗真菌活性以及信号转导与抗性基因激活。

图4 褐藻寡糖诱导对D. hansenii在不同储存温度与梨果部位条件下群体动态的影响

图5 褐藻寡糖诱导对防御相关酶及活性氧清除酶活性（A-E）以及H₂O₂水平（F）的影响

        RT-qPCR验证显示，PPO、POD、PAL、CAT、SOD等酶基因在褐藻寡糖诱导组的相对表达量大幅上调，其变化趋势与对应酶活性高度一致，且在储存第4天差异最为显著（图7）。Pearson相关分析进一步揭示，果实防御相关酶活性、活性氧清除酶活性与总酚、黄酮等抗菌化合物之间形成密集的正相关网络，仅PAL与多数指标的相关性呈中性（图8），提示上述防御与代谢指标在褐藻寡糖诱导下呈现协同响应。整体而言，褐藻寡糖诱导可从体外抑菌、体内定殖、宿主防御与抗氧化酶系激活、次级代谢产物积累以及相关基因表达等多个层面系统增强D. hansenii对梨青霉病的生防效力。

图6 褐藻寡糖诱导对梨果黄酮类化合物（A）与总酚化合物（B）含量的影响

图7 褐藻寡糖诱导对PPO、POD、PAL、CAT、SOD等防御与抗氧化酶基因相对表达水平的影响

图8 梨果防御相关酶、活性氧清除酶活性与抗菌化合物含量间的Pearson相关性矩阵

        综上，褐藻寡糖诱导显著提升汉逊德巴利酵母对梨青霉病的生防效果，机制涵盖对营养与空间的竞争、抗真菌代谢物的生成、活性氧应激的诱导、生物膜形成的调节以及宿主防御酶系的激活等多通路协同。该研究为开发以褐藻寡糖与拮抗酵母联用为核心的采后生物防治策略提供了理论与实践基础，也为拮抗酵母的商业化与制剂开发提供了新思路。后续可在分子水平深入解析褐藻寡糖对D. hansenii的作用机理，并通过多品种、多病原体系验证其普适性，以推动拮抗微生物在果蔬采后贮藏领域的广泛应用。

        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2026.111631

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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