《Food Control》：Antifungal activity and mechanism of
Phoebe bournei wood essential oil against
Botrytis cinerea in cherry tomatoes
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灰霉病是由Botrytis cinerea引起的常见水果后熟病害，研究证实Phoebe bournei木精油（PWEO）对病原菌具有显著抑制效果，MIC为1.50 mL/L，且40×MIC浓度可有效预防樱桃番茄灰霉病发生。PWEO通过破坏真菌细胞壁、膜及核结构，诱导ROS积累、脂质过氧化及能量代谢抑制，同时下调ER1、PLIN2等关键通路基因表达，干扰病原菌致病机制。该研究为开发天然环保型抗真菌剂提供了新思路。
杨燕|黄俊华|王燕|郑健|王臻|张玉婷|童在康|张俊红
中国浙江省农林大学森林食品资源开发利用国家重点实验室，浙江省森林遗传与育种重点实验室，杭州，311300
摘要
灰霉病由Botrytis cinerea引起，是樱桃番茄采后常见的病害，导致严重的经济损失。本研究发现Phoebe bournei的木精油（PWEO）对B. cinerea具有抑制作用。PWEO显著抑制了菌丝生长（最低抑制浓度MIC = 1.50 mL L?1），并且在体内以40 × MIC的浓度使用时可以防止灰霉病的发生。进一步分析表明，PWEO改变了B. cinerea的菌丝形态，破坏了细胞壁、细胞膜和细胞核的完整性，诱导了活性氧的积累，提高了丙二醛水平，同时抑制了琥珀酸脱氢酶的活性并减少了ATP的合成。此外，PWEO还增强了樱桃番茄中四种抗氧化酶的活性。转录组分析显示，在PWEO处理12小时后，有911个基因上调，1963个基因下调。加权基因共表达网络分析（WGCNA）显示，与脂质代谢稳态（ER1和PLIN2）、能量代谢稳态（FAD）、DNA合成/修复（REV3和DNL1）以及感染/致病性（SCD1、GDH2和HYD2）相关的基因显著下调。这些结果表明，PWEO通过破坏细胞壁、细胞膜和细胞核，激活氧化应激，干扰能量和脂质代谢，以及减弱病原体的毒力，有效抑制了B. cinerea的生长。本研究为PWEO作为天然抗真菌剂控制樱桃番茄采后灰霉病提供了新的见解。
引言
Botrytis cinerea是一种著名的坏死性植物病原真菌，能够感染1400多种植物，包括Solanum lycopersicum、Malus domestica、Vitis vinifera、Rosa rugosa和Tagetes erecta（Li等人，2025；Williamson等人，2007）。B. cinerea依靠多种攻击机制来感染宿主，使其难以控制。这些机制包括产生降解细胞壁的酶、毒素（如botrydial、dihydrobotrydial、botcinic、草酸等）和其他低分子量化合物（da Silva Ripardo-Filho等人，2023；Williamson等人，2007）；操纵宿主的RNAi机制来抑制防御基因的表达，从而促进其定殖（Caseys & Kliebenstein，2025）；产生诱导细胞死亡的蛋白质（PCIDs）以促进局部宿主细胞死亡（Bi等人，2023）以及利用外排转运蛋白来解毒植物的次生代谢产物（Bulasag等人，2023；Stefanato等人，2009）。灰霉病对全球经济的影响每年高达数亿美元，对水果和蔬菜产业的可持续性构成了严重威胁（Zhang等人，2025，Zhang等人，2025）。
尽管合成化学杀菌剂在控制采后灰霉病方面效果显著，但它们的环境污染和毒理学风险日益受到挑战（Zhao, Wang等人，2025）。这些杀菌剂在土壤、水和农产品中的长期残留对生态系统完整性和人类健康构成了重大威胁（Li等人，2021，Li等人，2021；Zhang等人，2023）。近年来，来自具有抗真菌特性的植物的精油在控制水果和蔬菜中的真菌污染方面显示出巨大潜力（Chaudhari等人，2023；Das & Chaudhari，2025；Dhanasekaran等人，2025；Wang等人，2025，Wang等人，2025）。它们通过多靶点协同效应有效抑制真菌，包括破坏真菌细胞壁和膜完整性，诱导活性氧（ROS）积累，破坏线粒体膜电位（MMP），诱导细胞核凋亡，以及抑制孢子萌发等（Chen, Zhang等人，2025；Félix-Beltrán等人，2026；Min等人，2025；Yang, Liu等人，2025）。此外，植物精油还可以抑制参与真菌生长的关键酶，并干扰致病基因的表达，从而破坏真菌细胞成分的合成和代谢（Liu等人，2024；Ru等人，2025；Singh等人，2024）。因此，植物精油的多靶点攻击模式为日益严重的真菌抗性和化学残留问题提供了非常有前景的解决方案。
Phoebe bournei是一种仅分布于中国南部的珍贵芳香树种，具有很高的观赏价值和优良的木材品质，因此被广泛栽培（Han等人，2022；Yang, Liu等人，2025）。P. bournei的精油（PEOs）从其木材、树枝、叶子和果实外皮中提取。它们具有显著的抗真菌和抗菌特性，因此在食品、农业、化妆品和制药领域具有广泛应用价值（Liu等人，2023；Yang, Liu等人，2025；Yang, Sun等人，2025）。在P. bournei的传统加工过程中，会产生大量废弃物，包括修剪的树枝、树叶和自然掉落的果实，处理这些废弃物需要大量的人力、物力和财力。从这些加工和林业废弃物中提取精油进行开发和利用，不仅可以减少农业对化学农药的依赖，减轻环境污染和病原体抗性的风险，还有助于推动可持续林业和循环经济的发展。深入研究其抗真菌机制和潜在应用对于实现林业生产的可持续性和环境保护至关重要。
本研究全面探讨了P. bournei木精油（PWEO）对B. cinerea的抗真菌机制和抑制效果。具体来说，我们的目标包括：（1）比较四种PEO的抗真菌效果；（2）阐明其抗真菌机制，包括破坏菌丝细胞结构、细胞壁、细胞核和膜的完整性，诱导氧化应激，并通过转录组分析确定关键分子靶点；（3）评估PWEO作为有价值的农业副产品和环保型杀菌剂在樱桃番茄采后保鲜中的潜力。本研究为植物源抗真菌剂的知识做出了贡献，并为管理樱桃番茄采后灰霉病提供了可行的、可持续的替代方案，强调了PWEO作为天然防腐剂的巨大潜力。
实验部分
化学试剂
几丁质酶测定试剂盒、BCA蛋白测定试剂盒、ATP测定试剂盒、琥珀酸脱氢酶（SDH）活性测定试剂盒、过氧化氢酶（CAT）活性测定试剂盒、超氧化物歧化酶（SOD）活性测定试剂盒、过氧化物酶（POD）活性测定试剂盒和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性测定试剂盒均购自北京Solarbio科技有限公司（中国北京）。二甲基亚砜（DMSO，99.9%）、磷酸盐缓冲盐水（PBS，0.01 M，pH 7.4）、4%戊二醛溶液、碘化丙啶（PI，1 g L?1PEOs的体外抗真菌活性
所有四种测试的P. bournei精油均显著抑制了B. cinerea的菌丝生长，其中PWEO的抑制效果最为明显。在对照组（CK）中，B. cinerea的菌丝在第6天就覆盖了整个培养皿。相比之下，添加了PEOs的培养皿中菌丝生长受到显著抑制，且随着PEO浓度的增加，抑制效果逐渐增强。1.50 mL L?1浓度的PWEO完全抑制了菌丝生长讨论
四种PEO成分复杂，相似但存在差异（Yang, Liu等人，2025）。其中，PWEO表现出最强的抗菌活性，其中含有的倍半萜+)-calarene和caryophyllenyl alcohol的含量最高，分别占精油组成的21.93%和17.61%（Yang等人，2025，Yang等人，2025）。然而，迄今为止尚无直接实验证据证明+)-calarene具有明确的抗菌活性
结论
在本研究中，PWEO在最低抑制浓度（MIC）下显著抑制了B. cinerea的菌丝生长，并在40 × MIC的浓度下有效控制了樱桃番茄中的灰霉病。PWEO破坏了B. cinerea菌丝的细胞结构和细胞器，特别是影响细胞壁、细胞膜和细胞核。它还诱导了过量的活性氧积累，引发了脂质过氧化，并干扰了B. cinerea细胞的能量代谢。此外，PWEO还通过其他方式抑制了B. cinerea的生长
CRediT作者贡献声明
杨燕：撰写——初稿、可视化、软件应用、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。黄俊华：撰写——初稿、可视化、软件应用、方法学设计、数据分析、概念构建。王燕：软件应用、方法学设计、数据分析。郑健：方法学设计、数据分析。王臻：方法学设计、数据分析。张玉婷：方法学设计、数据分析。童在康：撰写——审稿与编辑、验证
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢编辑们对我们手稿的宝贵意见。作者非常感谢浙江省农业新品种培育重大科技计划（项目编号2021C02070-10）的支持。
