丙基没食子酸酯对 Chinese flowering cabbage （中国结球白菜）采后软腐病的抑制作用

《Postharvest Biology and Technology》：Inhibition of postharvest soft rot in Chinese flowering cabbage by propyl gallate

中国芥菜软腐病的病原菌为Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum A1（Pcc A1），其最小抑菌浓度为0.10 g L?1。体外实验显示PG显著抑制Pcc A1的增殖与活性，体内实验表明2% PG处理可降低病害指数45.83%，减少 lesion直径达65.1%。PG处理同时维持了蔬菜的感官品质（延缓叶绿素降解28.9%）和营养指标（总可溶性固形物含量维持2.3%以上）。通过qRT-PCR证实，PG上调了POD、CAT、APX及PAL、C4H、4CL、CHI等防御相关基因的表达，使酶活性提升1.27-5.87倍，有效减少H2O2积累（降低至对照组的59.3%）。研究为开发天然防腐剂PG防治蔬菜软腐病提供了理论依据。

　　本研究围绕中国花椰菜软腐病的病原菌及其抑制剂丙基对羟基苯甲酸（PG）的作用机制展开，旨在探索一种有效的、环保的保鲜方法。中国花椰菜作为一种广泛种植的叶菜类蔬菜，以其嫩滑的口感和丰富的营养价值受到消费者的喜爱。然而，在采后运输和储存过程中，该作物容易受到微生物感染，导致软腐病的发生。这种病害不仅影响蔬菜的外观和感官品质，还可能导致快速的质量下降，甚至经济损失。因此，寻找有效的防治手段对于保障农产品质量具有重要意义。

软腐病通常由某些植物病原菌引起，其中以**胡萝卜软腐菌**（*Pectobacterium carotovorum*）最为常见。这种细菌能够分泌分解植物细胞壁的酶类，从而破坏植物组织。研究发现，*P. carotovorum* 是导致中国花椰菜软腐病的主要病原菌，并将其命名为 *Pcc* A1。为了评估 PG 对该病原菌的抑制效果，研究人员通过一系列实验，包括体外抗菌活性测试、体内抑菌效果评估、感官品质和营养成分的保持、活性氧代谢及抗病能力的变化等，全面分析 PG 在软腐病防控中的作用。

在体外实验中，研究人员采用 Oxford 杯法测试了不同浓度 PG 的抗菌效果。结果显示，PG 对 *Pcc* A1 具有显著的抑制作用，其最低抑菌浓度（MIC）为 0.1%。在更高浓度（如 0.2%）下，PG 的抑菌效果更为明显，能够完全抑制病原菌的生长。此外，PG 还能显著降低病原菌的生长速率，表现出良好的抗菌性能。通过比较不同浓度 PG 的处理效果，研究确定了 2% 的 PG 浓度为最优处理浓度，不仅能够有效抑制软腐病的发生，还对植物的感官品质和营养成分保持具有积极作用。

在体内实验中，研究人员将 PG 溶液应用于感染 *Pcc* A1 的中国花椰菜植株上，观察其对病害的控制效果。结果显示，经过 PG 处理的植株在采后两天内未表现出明显的软腐症状，而在对照组中，病害指数达到了 100%，表明 PG 在体内同样表现出良好的抑菌效果。进一步研究发现，PG 的残留量在 25°C 下储存两天后为约 78 mg/kg 新鲜质量（FW），远低于国际食品添加剂委员会（JECFA）推荐的 200 mg/kg 最大残留限值，说明其使用安全性较高。此外，PG 还能有效减少病害的传播范围，降低病斑直径，从而延缓软腐病的发展。

在感官品质方面，PG 处理显著改善了中国花椰菜的外观和口感。实验中采用专业团队对蔬菜进行感官评估，结果显示，PG 处理组的感官评分明显高于对照组。这表明 PG 能够有效延缓蔬菜的衰老过程，保持其新鲜度。在重量损失方面，PG 处理组的损失率显著低于对照组，说明其有助于维持蔬菜的结构完整性。此外，PG 还能有效减少总可溶性固形物（TSS）和叶绿素的流失，从而延长蔬菜的货架期，提升其市场价值。

在营养成分的保持方面，PG 的应用不仅对蔬菜的外观和感官品质有积极影响，还对内部成分如叶绿素和 TSS 有明显的保护作用。叶绿素是植物中重要的光合色素，其含量下降会直接导致蔬菜颜色变黄，影响其外观和营养价值。实验结果显示，PG 处理能够显著延缓叶绿素的流失，使其保持较高的含量。而 TSS 是衡量蔬菜新鲜度的重要指标，其含量的降低通常意味着品质的下降。PG 的使用有助于维持较高的 TSS 含量，从而提升蔬菜的整体品质。

除了对病害的直接抑制作用，PG 还能通过增强植物的抗氧化系统和抗病能力来提高其抗病性。在采后储存过程中，植物会受到病原菌的侵袭，导致活性氧（ROS）的积累。ROS 是一种具有高度反应性的物质，过量积累会对植物细胞造成氧化损伤，从而影响其生长和代谢。研究发现，PG 处理能够显著提高植物体内过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性，这些酶在清除 ROS 方面发挥着重要作用。同时，PG 还能提高这些酶的基因表达水平，进一步增强植物的抗氧化能力。此外，PG 还能降低过氧化氢（H?O?）的积累，提高 DPPH 自由基清除能力，从而有效缓解植物的氧化应激反应。

在抗病相关酶的活性方面，PG 处理能够显著提升植物体内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羟化酶（C4H）、4-香豆酰辅酶A连接酶（4CL）和几丁质酶（CHI）的活性。这些酶在植物的抗病过程中起着关键作用。PAL 能够催化苯丙氨酸转化为肉桂酸，是植物抗病反应的重要前体。C4H 和 4CL 是苯丙烷类代谢途径中的关键酶，参与木质素和酚类物质的合成，这些物质在抵御病原菌入侵时具有重要作用。CHI 则能够降解病原菌的几丁质和肽聚糖，增强植物的抗病能力。实验结果显示，PG 处理能够显著提高这些酶的活性，从而增强植物的抗病系统，降低软腐病的发生率。

此外，PG 还能通过调节植物体内的酚类物质含量来增强其抗病能力。研究发现，PG 处理能够显著提高中国花椰菜中的总酚类物质和类黄酮的含量。总酚类物质和类黄酮是植物体内重要的天然抗氧化剂，能够通过清除自由基、抑制病原菌生长等方式增强植物的抗病性。实验结果显示，PG 处理组的总酚类物质和类黄酮含量显著高于对照组，说明 PG 在提升植物抗病能力方面具有重要作用。

综合来看，PG 不仅能够通过直接抑制病原菌的生长来减少软腐病的发生，还能通过增强植物的抗氧化系统和抗病能力，进一步提高其抗病性。这种双重作用机制使得 PG 成为一种具有广阔应用前景的天然抗菌剂。研究还指出，PG 的使用符合食品安全标准，其残留量在允许范围内，因此在实际应用中具有较高的安全性。此外，PG 的使用成本相对较低，且对环境影响较小，符合当前农业可持续发展的趋势。

本研究的意义在于，为解决中国花椰菜采后软腐病的防控问题提供了新的思路。传统上，软腐病的控制主要依赖于预收获期的抗生素使用，但这种方法可能带来一定的健康和环境风险。而 PG 作为一种天然产物，不仅具有良好的抗菌性能，还能提升植物的自身防御机制，从而实现更安全、更环保的保鲜方式。未来，PG 可能被广泛应用于采后保鲜技术中，为果蔬的储存和运输提供一种新的解决方案。此外，PG 的应用还可以扩展到其他易受软腐病影响的蔬菜和水果，如洋葱、番茄等，从而推动植物病害防控技术的创新和应用。