2,4-二硝基苯酚和三磷酸腺苷（ATP）在调节新鲜龙眼果实病害发生中的作用涉及能量代谢、疾病防御系统以及细胞壁的完整性，这些过程由Phomopsis longanae Chi菌引起

《Postharvest Biology and Technology》：Involvements of energy metabolism, disease defense system and cell wall integrity in 2,4-dinitrophenol and adenosine triphosphate-mediated energy state modulating disease occurrence in fresh longan incurred by Phomopsis longanae Chi

龙眼果实抗病性受DNP和ATP能量调控机制研究：DNP导致能量耗竭加剧病原菌侵染，抑制防御酶活性及细胞壁多糖合成，而ATP维持能量稳态增强防御系统与细胞壁结构协同作用。

　　

桑月英|陈梦银|林一芬|卓瑞玲|陈一辉|田世平|李博强|林和同

福建省农林大学食品科学学院农产品采后技术研究所，中国福州350002

摘要

本研究通过检测抗病酶（DRSs）和细胞壁多糖（CWPs）的代谢，探讨了2,4-二硝基苯酚（DNP）和三磷酸腺苷（ATP）介导的能量变化对Phomopsis longanae感染龙眼果实病害发展的调控作用。与仅受P. longanae感染的龙眼相比，DNP处理+P. longanae感染的龙眼表现出更高的病害指数，以及更低的能量状态和ATP酶水平。此外，DNP处理+P. longanae感染组的木质素、总酚类和黄酮类化合物含量较低，苯丙氨酸氨解酶、过氧化物酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性也较低。同时，DNP处理+P. longanae感染组的细胞壁物质、离子可溶性果胶、共价可溶性果胶、纤维素和半纤维素含量较低，而水溶性果胶和细胞壁降解酶（果胶甲酯酶、聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、β-半乳糖苷酶）的含量较高。相反，ATP处理+P. longanae感染则对这些过程具有抑制作用。这些发现表明，DNP诱导的能量不足通过抑制抗病能力和破坏细胞壁完整性，加速了P. longanae引起的龙眼病害发展；而ATP维持的能量状态则增强了DRSs与CWPs代谢之间的协同作用，从而延缓了P. longanae在龙眼中的病害进展。

引言

龙眼（Dimocarpus longan Lour.）是一种重要的亚热带水果，在中国南部和东南亚广泛种植，富含多酚和多糖等生物活性化合物，具有潜在的健康益处（Lin等人，2014年；Lin等人，2016年；Sang等人，2025年；Zeng等人，2025年）。然而，龙眼在采收后容易受到病原体感染，导致腐烂、病斑和霉菌生长等一系列病害症状（Zheng等人，2025年）。造成这种脆弱性的主要因素有两个：一方面，龙眼通常在高温高湿的环境中成熟，这有利于真菌繁殖；另一方面，龙眼的果皮结构具有薄蜡层和角质层、较大的组织间隙以及众多的孔道，有利于真菌入侵（Lin等人，2023年；Wei等人，2024年）。目前，Phomopsis longanae已被确定为导致新鲜龙眼病害的主要病原体（Sun等人，2023年；Li等人，2024年；Zheng等人，2025年）。因此，有效控制由P. longanae引起的采后病害对于延长新鲜龙眼的保鲜时间和保持其贮藏性至关重要。

当新鲜龙眼受到病原体感染时，其防御系统会迅速激活，促进抗病物质（DRSs）的合成，如总酚类、黄酮类和木质素（Jiang等人，2018年；Zeng等人，2021年；Lin等人，2023a；Duan等人，2024年）。这些物质可以通过抑制病原体生长和增厚果实细胞壁来建立强大的化学和物理防御屏障，有效防止病原体的进一步入侵和扩散（Ge等人，2018年；Zeng等人，2021年；Sun等人，2022年）。此外，在胁迫条件下，植物会激活抗病酶（DREs），包括苯丙氨酸氨解酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、几丁质酶（CHI）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU），以促进DRSs的产生，从而在减缓病害发展方面发挥关键作用（Jiang等人，2018年；Lin等人，2023a；Lin等人，2023b；Huang等人，2023年；Sang等人，2025年）。值得注意的是，木质素在细胞壁中沉积并与纤维素和半纤维素通过聚合形成三维网络结构，从而增强细胞壁的结构强度和防御性能（Zeng等人，2021年；Hemati等人，2022年；Feng等人，2026年）。此外，细胞壁多糖（CWPs），如果胶、纤维素和半纤维素，不仅是构成细胞壁骨架和基质的主要结构物质，也是新鲜龙眼抵御病原体的第一道物理屏障（Chen等人，2021年；Ding等人，2025年）。然而，细胞壁降解酶（CWDEs），例如果胶甲酯酶（PME）、聚半乳糖醛酸酶（PG）、纤维素酶（Cx）和β-半乳糖苷酶（β-Gal），可以分解细胞壁的多糖网络，从而破坏结构完整性，加速病原体在植物细胞中的传播（Wu等人，2024年）。因此，维持DRSs和CWPs的水平对于增强采后龙眼的抗病能力至关重要。

能量在植物防御反应中起着核心作用，不仅支持防御物质的合成和加强细胞壁结构，还参与信号转导和代谢调节（Ji等人，2022年；Sui等人，2025年）。三磷酸腺苷（ATP）作为主要的能量供应者，有助于维持正常的生理功能，并参与防御信号的级联反应（Shan等人，2023年；Lin等人，2024年；Lin等人，2026年）。一些证据表明，外源性ATP的应用有助于维持内源性能量水平，从而增强采后梨和番石榴的抗病性和防御能力（Duan等人，2019年；Chen等人，2025年）。我们之前的研究表明，ATP处理可以通过调节膜脂质和活性氧（ROS）的代谢来缓解P. longanae引起的龙眼病害（Lin等人，2017a；Lin等人，2018年；Lin等人，2022b；Lin等人，2023年）。相比之下，2,4-二硝基苯酚（DNP）作为一种经典的解偶联剂，可以破坏线粒体内膜上的质子梯度，从而阻碍ATP的合成（Lin等人，2024年；You等人，2025年；Lin等人，2026年）。已有研究表明，DNP处理会通过导致新鲜果实（如Neopestalotiopsis clavispora感染的番石榴、P. longanae感染的龙眼和新鲜切割的黄瓜）的能量不足，加速病害进展和品质下降（Chen等人，2025年；Lin等人，2017a；You等人，2025年）。然而，目前尚不清楚能量状态是否通过调节抗病系统和细胞壁结构来影响龙眼果皮的病害发生。因此，我们的工作旨在从DRSs和CWPs代谢的角度，探讨DNP和ATP介导的能量水平变化对龙眼抵抗P. longanae感染的调控机制。

章节片段

龙眼果实及其处理方法

P. longanae悬浮液的制备参考了Lin等人（2017a）的方法，孢子浓度为1×10⁸个/L。DNP和ATP浓度的测定基于我们的初步实验结果，并参考了Lin等人（2017a）的研究。

来自中国福建的一个果园的‘福源’龙眼已经达到商业成熟期，大小均匀，无机械损伤和病害，随后被转移到我们的实验室。其中选取了150个样本

DNP和ATP对P. longanae感染引起的龙眼果实病害发展的调控作用

如图1A所示，感染P. longanae后，随着储存时间的延长，龙眼果实的外果皮上出现了灰白色的真菌斑点，并伴有果实颜色的变褐。与感染组相比，DNP处理加剧了P. longanae感染龙眼的霉菌生长，而ATP处理则抑制了病原体的生长。在储存过程中，各组的病害指数持续增加，DNP处理使病害加重，而ATP处理则减缓了病害发展。

结论

本研究表明，外源性DNP和ATP调节的能量状态通过影响DRSs和CWPs的代谢来影响龙眼病害的发生。具体来说，DNP处理通过抑制ATP酶活性导致P. longanae感染样本的能量耗竭，这抑制了木质素的合成，加速了总酚类和黄酮类的消耗，并降低了DREs（PAL、POD）和PRs（CHI、GLU）的水平，从而加剧了病害的发展

作者贡献声明

桑月英：数据整理、正式分析、初稿撰写。 陈梦银：数据整理、正式分析、调查。 林一芬：调查。 卓瑞玲：调查。 陈一辉：调查。 田世平：监督。 李博强：监督。 林和同：资金获取、监督、审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：32572669、32272394和31671914）的支持。