《Plant Physiology and Biochemistry》：ε-Poly-
l-lysine delayed the passion fruit rot development by affecting the oxidative stress, AsA-GSH cycle and membrane lipid components
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本研究针对由Lasiodiplodia theobromae引起的采后百香果腐烂问题，探讨了ε-聚赖氨酸（ε-PL）的防控效果及机制。研究发现，ε-PL处理能够显著降低病斑直径和病情指数，延缓腐烂进程。其作用机制涉及增强抗氧化酶（SOD、CAT、POD）活性、提升AsA-GSH循环关键物质（AsA、GSH）含量、抑制膜脂代谢相关酶（PLD、LOX等）活性，从而减轻氧化损伤、维持细胞膜完整性。该研究为ε-PL应用于百香果采后保鲜提供了理论依据，对开发绿色防腐技术具有重要意义。
百香果（Passiflora edulis Sims）风味独特、营养丰富，深受消费者喜爱。然而，采后百香果极易受到病原菌侵染，导致腐烂变质，造成巨大经济损失。其中，Lasiodiplodia theobromae是引起百香果腐烂的主要病原菌之一。目前，控制采后病害主要依赖化学杀菌剂，但存在农药残留、病原菌抗药性及环境污染等问题。因此，开发安全、高效的天然保鲜剂已成为采后保鲜领域的研究热点。ε-聚赖氨酸（ε-PL）是一种由白色链霉菌（Streptomyces albulus）产生的天然抗菌肽，具有广谱抗菌性、安全可降解等优点，已广泛应用于食品保鲜。前期研究表明，ε-PL可有效抑制百香果腐烂，但其作用机制，特别是是否通过调节氧化应激、AsA-GSH循环和膜脂代谢来延缓病原菌引起的腐烂，尚不清楚。为此，本研究团队在《Plant Physiology and Biochemistry》上发表了题为“ε-Poly-l-lysine delayed the passion fruit rot development by affecting the oxidative stress, AsA-GSH cycle and membrane lipid components”的研究论文，系统揭示了ε-PL延缓L. theobromae诱导的百香果腐烂的作用机理。
本研究主要采用了病原菌接种、病斑直径与病情指数测定、细胞膜透性（CMP）检测、活性氧（ROS）与丙二醛（MDA）含量测定、抗氧化酶（SOD, CAT, POD）活性分析、AsA-GSH循环关键酶（APX, MDHAR, DHAR, GR, GPX）活性及相关物质（AsA, DHA, GSH, GSSG）含量测定、膜脂代谢相关酶（PLD, LOX, PC-PLC, PI-PLC, lipase）活性分析、膜脂成分（PC, PI, PA, DAG）及脂肪酸组成（SFAs, USFAs）分析等关键技术方法。实验所用百香果（品种为“福建白香果3号”）采自中国福建南安的果园。
3.1. 果实腐烂进程的变化
与对照组相比，L. theobromae接种显著增加了百香果的病斑直径和病情指数，加速了果实腐烂。而ε-PL处理则显著降低了接种病原菌的百香果的病斑直径和病情指数，表明ε-PL有效延缓了L. theobromae引起的百香果腐烂进程。
3.2. 细胞膜透性（CMP）的变化
L. theobromae感染导致百香果果皮CMP显著升高，表明细胞膜受损严重。ε-PL处理则显著降低了感染病原菌的果实的CMP，说明ε-PL有助于维持细胞膜完整性。
3.3. ROS和MDA含量的变化
L. theobromae感染导致百香果中超氧阴离子（O?˙?）和过氧化氢（H?O?）等ROS以及MDA含量显著积累，表明氧化应激加剧和膜脂过氧化程度加重。ε-PL处理显著降低了感染果实中ROS和MDA的水平，表明其能有效缓解氧化损伤。
3.4. SOD、CAT和POD活性的变化
L. theobromae感染降低了百香果中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性，削弱了果实的抗氧化防御能力。ε-PL处理则显著提高了接种病原菌的果实中这三种酶的活性，增强了其清除ROS的能力。
3.5. 类黄酮和总酚含量的变化
L. theobromae感染导致百香果中类黄酮和总酚含量下降。ε-PL处理减缓了这种下降趋势，有助于维持果实内源抗氧化物质水平。
3.6. 自由基清除能力的变化
L. theobromae感染降低了百香果的DPPH自由基清除能力和还原力。ε-PL处理则显著提高了感染果实的自由基清除能力，表明其增强了果实的总体抗氧化活性。
3.7. AsA-GSH循环相关酶活性的变化
L. theobromae感染降低了抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）的活性。ε-PL处理则显著提高了这些酶的活性，表明其增强了AsA-GSH循环的运转效率。
3.8. AsA-GSH循环相关物质含量的变化
L. theobromae感染导致抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量下降，脱氢抗坏血酸（DHA）含量上升，AsA/DHA和GSH/GSSG比值降低。ε-PL处理提高了AsA和GSH含量，降低了DHA含量，提高了AsA/DHA和GSH/GSSG比值，有利于维持细胞的氧化还原平衡。
3.9. AsA/DHA和GSH/GSSG比值的变化
L. theobromae感染降低了AsA/DHA和GSH/GSSG比值。ε-PL处理减缓了这种下降，进一步证实其有助于维持AsA-GSH循环的还原状态。
3.10. 膜脂代谢相关酶（MLMRE）活性的变化
L. theobromae感染提高了磷脂酶D（PLD）、磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C（PC-PLC）、磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）、脂肪酶（lipase）和脂氧合酶（LOX）的活性。ε-PL处理显著抑制了这些酶的活性，表明其能减缓膜脂的降解和过氧化。
3.11. 磷脂组分含量的变化
L. theobromae感染导致磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰肌醇（PI）含量下降，磷脂酸（PA）和二酰甘油（DAG）含量上升。ε-PL处理减缓了PC和PI的降解，抑制了PA和DAG的积累，有利于维持膜脂稳定性。
3.12. 脂肪酸组分含量及不饱和度水平的变化
L. theobromae感染导致不饱和脂肪酸（USFAs如油酸、亚油酸、亚麻酸）相对含量下降，饱和脂肪酸（SFAs如棕榈酸、硬脂酸）相对含量上升，不饱和指数（IUFA）和U/S比值降低。ε-PL处理延缓了USFAs的下降和SFAs的上升，维持了较高的脂肪酸不饱和度，有助于细胞膜流动性。
3.13. 主成分分析（PCA）
PCA分析显示，果实腐烂发展（病斑直径、病情指数）与细胞膜结构损伤（CMP升高）、氧化应激（ROS、MDA积累）、AsA-GSH循环减弱及膜脂组分降解等指标密切相关。ε-PL处理组的样本点与L. theobromae接种组明显分离，且更接近对照组，表明ε-PL通过调节上述指标有效延缓了腐烂。
3.14. 热图矩阵分析
热图分析直观展示了各指标在不同处理组间的变化模式。L. theobromae接种组在代表腐烂和氧化膜损伤的指标上呈现高表达（红色），而在代表抗氧化防御和膜脂稳定的指标上呈现低表达（蓝色）。ε-PL处理则逆转了这种趋势，使其指标表达更接近对照组。
本研究结论表明，ε-PL能够有效延缓L. theobromae诱导的百香果采后腐烂。其作用机制主要包括：1）增强抗氧化酶系统（SOD、CAT、POD）活性和非酶抗氧化物质（类黄酮、总酚）含量，提升DPPH自由基清除能力和还原力，有效清除过量ROS，减轻氧化应激；2）激活AsA-GSH循环，提高关键酶（APX、MDHAR、DHAR、GR、GPX）活性和关键物质（AsA、GSH）含量，维持较高的AsA/DHA和GSH/GSSG比值，增强细胞氧化还原稳态维持能力；3）抑制膜脂代谢相关酶（PLD、PC-PLC、PI-PLC、lipase、LOX）的活性，减缓膜磷脂（PC、PI）的降解和磷脂酸（PA）、二酰甘油（DAG）的积累，同时抑制不饱和脂肪酸（USFAs）的过氧化，维持较高的脂肪酸不饱和度（IUFA、U/S），从而保护细胞膜结构的完整性。相关性分析进一步证实，腐烂进程与氧化损伤和膜脂降解指标呈正相关，与抗氧化能力和膜脂稳定指标呈负相关，而ε-PL处理有效调控了这些关键指标。
该研究不仅阐明了ε-PL延缓百香果腐烂的新机制，为其作为天然保鲜剂的应用提供了理论支撑，也为其他果蔬采后病害的绿色防控策略开发提供了重要参考。未来可结合转录组学和代谢组学等技术，从分子层面深入揭示ε-PL的作用靶点和调控网络。
