鄭香香,張 娜,閻瑞香,陳存坤,關(guān)文強(qiáng),*

(1.天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院,天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300134;2.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津),天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300384;3.天津科技大學(xué)包裝與印刷工程學(xué)院,天津 300222)

桃(AmygdaluspersicaLinn.)屬薔薇科(Rosaceae)桃屬植物,其果實(shí)風(fēng)味濃郁,肉質(zhì)鮮美多汁,且富含蛋白質(zhì)、維生素、糖類、胡蘿卜素及微量元素等多種營養(yǎng)物質(zhì)[1]。我國桃的種植品種眾多,但多數(shù)均為中晚熟品種,適于種植的優(yōu)質(zhì)早熟桃品種較少[2-3]。“津柳早紅”是由天津?qū)W香果蔬有限公司和天津農(nóng)學(xué)院互助培育而成的一個(gè)極早熟桃品種,其果實(shí)著色早,6月上旬即為成熟期,果肉呈乳白色,肉質(zhì)細(xì)膩,纖維少,汁液豐富,風(fēng)味酸甜適口[2]。桃屬于呼吸躍變型果實(shí),采后在常溫下易快速成熟軟化,且在運(yùn)輸和貯藏過程中極易受微生物侵染而造成腐爛變質(zhì),失去商品價(jià)值[4]。鏈格孢菌(Alternariaalternata)是桃采后主要致病菌之一,被其侵染的果實(shí)表面出現(xiàn)褐色斑點(diǎn),斑塊上長出墨綠色或黑色霉?fàn)钗?并生出灰白色菌絲[5],后期果實(shí)在貯藏或運(yùn)輸過程中由于溫度波動(dòng)或機(jī)械傷等原因會(huì)出現(xiàn)大面積腐爛,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

目前桃的采后病害防治措施主要為低溫貯藏與化學(xué)保鮮劑相結(jié)合的方式[6],但長期使用化學(xué)保鮮劑會(huì)帶來的安全性、環(huán)保性和抗藥性等問題。生物防治作為果蔬采后病害防治的新方法,因其安全、綠色、環(huán)保、無抗藥性等特點(diǎn)而逐漸成為國內(nèi)外果蔬保鮮的研究熱點(diǎn)[7]。芽孢桿菌(Bacillus)是一類好氧、內(nèi)生芽孢的革蘭氏陽性細(xì)菌,在自然界中廣泛存在,且營養(yǎng)簡單、生長快,其芽孢能忍受極端的外部環(huán)境而長期存活,有利于生防菌劑的生產(chǎn),是一種理想的生防微生物[8-10]。大量研究表明芽孢桿菌能有效抑制果蔬采后病害,對蘋果[11]、柑橘[12]、梨[13]、水蜜桃[14]、黃瓜[15]等果蔬的抑菌防治都有研究報(bào)道。微生物在生長過程中會(huì)產(chǎn)生一系列揮發(fā)性物質(zhì)(Volatile organic compounds,VOCs),而這些物質(zhì)作為生防因子能有效抑制許多病原菌的生長[16-18]。例如Fernando等[19]最先報(bào)道了假單孢屬(Pseudomonas)的14種細(xì)菌揮發(fā)性物質(zhì)可以抑制真菌菌絲的生長和孢子的萌發(fā);陳奕鵬等[20]研究芽孢桿菌BEB17產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物可抑制多種病原真菌生長,其中對香蕉枯萎病菌抑制效果最強(qiáng)。但目前關(guān)于芽孢桿菌的揮發(fā)性物質(zhì)對桃的主要致病菌鏈格孢菌的抑制作用,以及芽孢桿菌對極早熟桃采后保鮮效果的研究還鮮見報(bào)道。

本研究以“津柳早紅”極早熟桃為研究對象,初步探究三種芽孢桿菌HB-2、B1和X對桃采后鏈格孢病菌的抑制作用以及對極早熟桃采后保鮮效果的影響,并對其發(fā)酵液中揮發(fā)性物質(zhì)的抑菌活性和主要成分進(jìn)行分析,以期為早熟桃采后的病害防治和保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桃果實(shí)“津柳早紅” 采摘于天津市西青區(qū)大柳灘桃園,采收八成熟(極早熟)健康果實(shí)于當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室預(yù)冷并貯藏于0 ℃冷庫中;鏈格孢菌(Alternariaalternata) 由本實(shí)驗(yàn)室從自然發(fā)病的桃上分離所得,并進(jìn)行純化培養(yǎng)及DNA鑒定;芽孢桿菌HB-2(Bacillusamyloliquefaciens) 天津市植物保護(hù)研究所提供;芽孢桿菌B1(Bacillusamyloliquefaciens)和X(Bacillussubtilis) 本實(shí)驗(yàn)室保存菌種;可溶性淀粉、氫氧化鈉 化學(xué)純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;草酸 化學(xué)純,天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;碘、抗壞血酸 化學(xué)純,天津市贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑廠;馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDA)、Luria-Bertani培養(yǎng)基 北京陸橋技術(shù)股份有限公司。

SW-CJ-1F單人雙面凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;LS-50HJ立式壓力蒸汽滅菌鍋 江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司;HZQ-F160A高低溫恒溫振蕩培養(yǎng)箱 上海-恒科學(xué)儀器有限公司;HWS-250BX恒溫恒濕箱 天津市泰斯特儀器有限公司;METTLER TOLEDO EL2044電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;H1850R臺式高速冷凍離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;PAL-1型手持糖量計(jì) 日本ATAGO(愛拓)公司;TA-XT.plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司;TRACE DSQ氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國Thermo Finnigan公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS灰色萃取頭 美國Supelce公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 芽孢桿菌發(fā)酵液的制備 將三種芽孢桿菌菌種接種于LB培養(yǎng)基中,于28 ℃ 200 r/min條件下恒溫振蕩培養(yǎng)48 h,得到發(fā)酵液。將新鮮活化48 h的芽孢桿菌菌株HB-2、B1、X發(fā)酵液用無菌生理鹽水調(diào)至菌體濃度為1×107cfu/mL待用。

1.2.2 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對鏈格孢菌的活體抑制作用 將健康、無病害、大小一致的桃果實(shí)用清水沖洗干凈,并用75%的乙醇進(jìn)行表面消毒,晾干。用無菌針在果實(shí)赤道兩邊果面分別刺3 mm×3 mm的傷口,然后分別滴加20 μL活化48 h的三種芽孢桿菌發(fā)酵液HB-2、B1和X(1×107cfu/mL),對照組CK滴加無菌水,待其完全滲透果實(shí)傷口處后,用打孔器(d=6 mm)將PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d的鏈格孢菌打成直徑6 mm的菌餅,并將鏈格孢菌菌餅反接在傷口處[4]。每個(gè)處理組5個(gè)果實(shí),試驗(yàn)重復(fù)3次。將處理后的果實(shí)置20 ℃條件下貯藏7 d,并定期觀察測量病原菌病斑擴(kuò)展直徑,計(jì)算其病斑擴(kuò)展抑制率。病斑擴(kuò)展抑制率(%)=(對照病斑擴(kuò)展直徑-處理病斑擴(kuò)展直徑)×100/對照病斑擴(kuò)展直徑。

1.2.3 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對極早熟桃采后的保鮮效果

1.2.3.1 樣品處理 挑選采摘后的大小均勻、無病蟲害、無機(jī)械損傷的桃果實(shí),分別用不同的芽孢桿菌處理液浸泡3 min,晾干后放入塑料筐,并用PE袋(d=0.02 mm)套在塑料筐外面扎口,保持一定的濕度,置于0 ℃冷庫內(nèi)貯藏70 d。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理:處理1:芽孢桿菌HB-2發(fā)酵液浸泡;處理2:芽孢桿菌B1發(fā)酵液浸泡;處理3:芽孢桿菌X發(fā)酵液浸泡;對照CK:無菌水浸泡。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)25個(gè)果實(shí),每隔14 d對各處理每個(gè)重復(fù)的果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測定。

1.2.3.2 品質(zhì)指標(biāo)的測定及方法 腐爛率的測定:按照果實(shí)腐爛面積大于25%時(shí)即為腐爛的標(biāo)準(zhǔn),由公式計(jì)算腐爛率:腐爛率(%)=(腐爛果實(shí)個(gè)數(shù)/果實(shí)總個(gè)數(shù))×100;維生素C含量的測定:采用碘量法[21]進(jìn)行測定;可溶性固形物含量的測定:將桃果肉勻漿用四層紗布擠壓取汁,然后用PAL-1型手持糖度計(jì)進(jìn)行測定,每一個(gè)樣品重復(fù)測定三次,取平均值;可滴定酸含量的測定:采用張娜等[4]方法稍作修改測定;硬度的測定[4]:采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定,采用P/2探頭對桃果實(shí)縫合線兩側(cè)果面帶皮穿刺,探頭直徑為2 mm,探頭下壓距離為10 mm,測試速度為2 mm/s。

1.2.4 不同芽孢桿菌處理液對鏈格孢菌抑菌活性的測定 將病原菌菌餅反接在PDA平板中間,采用十字劃線法[22]在距離菌餅2.5 cm處放置直徑6 mm的無菌濾紙片,每只平板等距離貼4片,并在濾紙片上分別滴加15 μL處理液發(fā)酵液:芽孢桿菌培養(yǎng)原液;濾液:芽孢桿菌發(fā)酵液在10000 r/min下,4 ℃離心10 min,用0.20 μm濾膜將上清液過濾所得液體;滅活菌液:將芽孢桿菌發(fā)酵菌液裝入塑料炮彈管,在沸水浴中加熱煮沸15 min,冷卻后即得到滅活菌液;無菌水:作為對照。試驗(yàn)重復(fù)3次,將平板在28 ℃條件下倒置培養(yǎng)5 d,定期觀察病原菌菌落的變化,測量病原菌菌落直徑,計(jì)算其病斑擴(kuò)展抑制率。

1.2.5 不同芽孢桿菌揮發(fā)性氣體的抑菌活性測定 采用平板倒扣法[23]測定。在PDA平板中央接種培養(yǎng)5～7 d的供試病原菌菌餅(d=6 mm),取1.2.1中活化培養(yǎng)的芽孢桿菌發(fā)酵液100 μL涂布在LB平板上,并將其倒扣在病原菌培養(yǎng)平板上,用封口膜密封,置28 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)5 d,以不接芽孢桿菌的空白LB平板作對照。采用十字劃線法測量病原菌病斑擴(kuò)展直徑,計(jì)算其病斑擴(kuò)展抑制率。

1.2.6 不同芽孢桿菌揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS鑒定 取1.2.1中培養(yǎng)的芽孢桿菌發(fā)酵液200 μL,轉(zhuǎn)接于頂空瓶中的LB固體培養(yǎng)基上,28 ℃培養(yǎng)48 h。將萃取頭插入頂空瓶中40 ℃頂空吸附揮發(fā)性物質(zhì)40 min后,立即插入GC-MS進(jìn)樣口,在240 ℃下解吸附5 min后,進(jìn)行GC-MS分析。

色譜條件:采用DB-5毛細(xì)管色譜柱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),載氣:He,程序升溫:40 ℃保持2 min,以10 ℃/min升溫到120 ℃,以6 ℃/min升溫至180 ℃,以10 ℃/min升溫至230 ℃,保持5 min。進(jìn)樣口溫度240 ℃,采用不分流,載氣He,流量1.0 mL/min,萃取頭在進(jìn)樣口脫附5 min。

質(zhì)譜條件:電子轟擊(EI)離子源,檢測器電壓350 V,離子源溫度200 ℃,傳輸線溫度250 ℃,電子能量70 eV,掃描質(zhì)量范圍35～650 m/z[24]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對鏈格孢菌的活體抑制作用

由表1可知,將病原菌菌餅接種于果實(shí)表面?zhèn)谔?20 ℃貯藏7 d后,對照組CK發(fā)病率100%,采用三種芽孢桿菌發(fā)酵液處理后均能有效抑制桃采后病原菌鏈格孢菌病斑的擴(kuò)展,且HB-2、B1、X對桃果實(shí)病原菌病斑擴(kuò)展的抑制率分別為52.53%、40.32%和47.99%。由顯著性差異分析可知,三種芽孢桿菌發(fā)酵液對鏈格孢菌病斑的抑制作用顯著且效果為HB-2>X>B1(p<0.05)。

表1 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對鏈格孢菌的活體抑制作用Table 1 Inhibition of different Bacillus fermentation broths against Alternaria in vivo

2.2 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對極早熟桃采后的保鮮效果

通過活體預(yù)防試驗(yàn)可知,三種芽孢桿菌發(fā)酵液都對鏈格孢菌有明顯抑制作用。但水果在貯藏過程中受多種因素影響,其生理生化變化復(fù)雜,為進(jìn)一步探究不同芽孢桿菌對極早熟桃采后腐爛率和品質(zhì)的影響,采用不同芽孢桿菌發(fā)酵液對桃果實(shí)進(jìn)行浸泡處理。如表2所示,0 ℃貯藏70 d后,三種芽孢桿菌處理的桃果實(shí)腐爛率均顯著低于對照組CK(p<0.05)。對照組的果實(shí)大部分發(fā)生霉變腐爛,而芽孢桿菌處理過的果實(shí)其腐爛程度明顯降低,其中HB-2貯藏效果最好,X和B1次之。對照組腐爛率為78.70%,而HB-2處理的果實(shí)腐爛率僅為22.70%,腐爛率降低了56.00%。

表2 不同芽孢桿菌發(fā)酵液對極早熟桃采后的保鮮效果Table 2 Fresh-keeping effect of different Bacillus fermentation broth on post-harvest peach

隨著貯藏時(shí)間的延長,果實(shí)中的VC含量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量均會(huì)發(fā)生下降。在貯藏結(jié)束后,芽孢桿菌處理的桃果實(shí)其VC含量和可滴定酸含量均顯著高于對照組(p<0.05)。與對照組相比,芽孢桿菌B1和X處理的桃果實(shí)其可溶性固形物含量無明顯差異,HB-2處理的果實(shí)其可溶性固形物含量則顯著高于對照組(p<0.05),說明三種芽孢桿菌均能有效延緩桃的VC和可滴定酸含量的下降,且HB-2能較好地維持可溶性固形物的含量。硬度也是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。由表2可知,對照組CK的果實(shí)硬度僅為11.25 kg/cm2,而三種芽孢桿菌處理的桃果實(shí)其硬度均顯著高于對照組(p<0.05),說明三種芽孢桿菌能有效維持果實(shí)的硬度。

2.3 不同芽孢桿菌處理液對鏈格孢菌的體外抑菌活性

由活體預(yù)防試驗(yàn)和浸泡試驗(yàn)結(jié)果可知,三種芽孢桿菌對桃采后致病菌鏈格孢菌均有明顯抑制作用且能夠延緩果實(shí)的貯藏期品質(zhì)的降低,為進(jìn)一步探究其抑菌作用機(jī)理,通過平板對峙試驗(yàn)測定芽孢桿菌不同處理液對病原菌的抑制活性。試驗(yàn)中三種芽孢桿菌滴加無菌水的濾紙片對病原菌無抑制作用,菌絲迅速生長,而由圖1可知,芽孢桿菌的不同處理液對病原菌的抑制作用不同,HB-2發(fā)酵液和濾液對病原菌菌落直徑與對照比分別降低61.22%和59.18%,B1發(fā)酵液和濾液菌落直徑與對照比分別降低55.70%和54.43%,X發(fā)酵液和濾液菌落直徑與對照比分別降低54.93%和53.52%,與對照滴加無菌水的處理(抑制率為0)相比,三種芽孢桿菌的發(fā)酵液和濾液均能顯著抑制病原菌的菌落擴(kuò)展(p<0.05),滅活菌液則無明顯抑制效果。

圖1 不同芽孢桿菌對鏈格孢菌的抑菌活性Fig.1 Antibacterial activity of different Bacillus strains against Alternaria注:不同標(biāo)記字母表示同一菌種處理中不同處理液間差異顯著(p<0.05)。

2.4 不同芽孢桿菌揮發(fā)性氣體的抑菌活性

由2.1和2.2可知,芽孢桿菌HB-2、B1和X發(fā)酵液均能對鏈格孢菌有明顯抑制作用,本試驗(yàn)采用平板倒扣法對芽孢桿菌發(fā)酵液揮發(fā)性氣體的抑菌活性進(jìn)行探究。試驗(yàn)中,對照組CK的病原菌在培養(yǎng)5 d后菌絲就迅速長滿培養(yǎng)皿,而處理組HB-2、B1和X的揮發(fā)性氣體均能有效抑制病原菌的生長(見圖2)。由表3可知,對照組CK的菌落擴(kuò)展直徑為33.33 mm,芽孢桿菌HB-2、B1和X對病原菌菌落擴(kuò)展的抑制率分別為80.00%、66.92%和72.11%,這說明三種芽孢桿菌發(fā)酵液的揮發(fā)性氣體均顯著抑制了病原菌的生長(p<0.05)。同時(shí)大量研究也表明,芽孢桿菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性成分對病原菌具有抑制作用[16-18],如Gao等[25]研究表明枯草芽孢桿菌CF-3發(fā)酵液產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)能顯著抑制鏈格孢菌、灰葡萄孢霉菌等多種病原菌的菌絲生長,平均抑制率達(dá)59.97%,與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

表3 不同芽孢桿菌發(fā)酵液揮發(fā)性氣體的抑菌活性Table 3 Antibacterial activity of volatile gases of different Bacillus

圖2 不同芽孢桿菌揮發(fā)性氣體的抑菌活性Fig.2 Antibacterial activity of different Bacillus volatile gases

2.5 不同芽孢桿菌揮發(fā)性物質(zhì)的GC-MS鑒定

通過SPME-GC-MS對不同芽孢桿菌發(fā)酵過程中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)譜庫及相對保留值進(jìn)行定性,由表4可知,不同芽孢桿菌發(fā)酵液產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量都具有差異性,芽孢桿菌HB-2、B1和X分別鑒定出28種、31種和30種揮發(fā)性物質(zhì),主要可分為醇類、酯類、酮類、酸類、酚類、醛類、烴類和其他類化合物。三種芽孢桿菌HB-2、B1和X共有的發(fā)揮性物質(zhì)有2-乙基-1-己醇、2-壬醇、2-癸醇、2,2-二甲基丙酸乙烯酯、2,4-二叔丁基苯酚、1,3-二叔丁基苯、正十四烷、正十六烷、正十二烷、甲氧基苯基肟共10種,且共有揮發(fā)性物質(zhì)峰面積之和分別為21.69%、14.78%和15.01%,其中2-乙基-1-己醇、2-壬醇、2,4-二叔丁基苯酚、正十四烷、正十六烷、甲氧基苯基肟也已被報(bào)道存在于其他芽孢桿菌的有效抑菌揮發(fā)物質(zhì)中[19,24]。另外,3-羥基丁酮是芽孢桿菌B1和X發(fā)酵液中所有鑒別出的化合物中含量最多的一種,其峰面積分別為25.56%和25.01%,是其主要揮發(fā)性物質(zhì),且Arrebola等[32]研究表明解淀粉芽孢桿菌PPCB004也能夠產(chǎn)生抑制青霉菌的3-羥基丁酮?dú)怏w。因此,3-羥基丁酮可能是B1和X的主要抑菌物質(zhì),但其具體抑菌機(jī)理仍需進(jìn)一步研究。

表4 不同芽孢桿菌揮發(fā)性物質(zhì)SPME-GC-MS分析結(jié)果Table 4 Results of SPME-GC-MS analysis of volatile substances of different Bacillus

續(xù)表

3 討論

本研究活體預(yù)防試驗(yàn)中,三種芽孢桿菌發(fā)酵液處理的果實(shí)其病原菌菌斑直徑都明顯小于對照組,說明芽孢桿菌對鏈格孢菌的侵染有明顯防治作用。芽孢桿菌的抑菌機(jī)制有很多,主要為產(chǎn)生拮抗物質(zhì)、營養(yǎng)與空間競爭、誘導(dǎo)寄主產(chǎn)生抗性、與病原菌直接作用等方面[26],而本試驗(yàn)中芽孢桿菌在極早熟桃上對鏈格孢菌的抑制作用可能是由于芽孢桿菌能在果實(shí)上提前定殖和生長,與病原菌形成競爭優(yōu)勢,從而有效地抑制鏈格孢菌的生長。但不同芽孢桿菌在不同果實(shí)上的生長特點(diǎn),對不同病原菌的抑制作用以及兩者間微環(huán)境的不同[10],其抑菌機(jī)理都會(huì)有很大差異,仍需深入研究驗(yàn)證。另外,三種芽孢桿菌對極早熟桃采后品質(zhì)也有明顯的保鮮效果。維生素C可以延緩果實(shí)衰老,是衡量果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo);可溶性固形物含量是水果中各營養(yǎng)物質(zhì)的綜合表現(xiàn),它的變化直接反映了果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值和貯藏品質(zhì)[27];貯藏期間的桃果實(shí)中可滴定酸可維持自身的生命活動(dòng),其變化可以反映出果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣[14];硬度亦是衡量果實(shí)成熟度和品質(zhì)的重要指標(biāo),在桃的貯藏過程中果實(shí)中淀粉轉(zhuǎn)化成可溶性糖,使果實(shí)硬度下降,在貯藏期保持一定的硬度可使果實(shí)在貨架期能正常后熟軟化[6]。本實(shí)驗(yàn)中三種芽孢桿菌均能顯著降低了極早熟桃采后貯藏腐爛率,延緩果實(shí)VC含量、可滴定酸含量和硬度的下降(p<0.05),從而保持貯藏期果實(shí)品質(zhì)。這與文獻(xiàn)[4-5,14]的研究結(jié)果一致。

在離體試驗(yàn)中,芽孢桿菌HB-2、B1和X的發(fā)酵液和濾液均能明顯抑制鏈格孢菌的菌絲生長,而滅活菌液沒有明顯抑制作用,這說明加熱失去活性的菌體和次級代謝產(chǎn)物對病原菌是沒有抑制活性的,而發(fā)酵液中的活菌和其分泌的次級代謝產(chǎn)物,以及濾液中的次級代謝產(chǎn)物可能都有明顯抑菌作用,但三種芽孢桿菌分泌物質(zhì)的抑菌機(jī)理仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

許多微生物在生長代謝過程中都會(huì)產(chǎn)生多種揮發(fā)性抑菌物質(zhì),主要包括醇類、酯類、酮類、醛類、酸類、烴類等化合物,其中芽孢桿菌屬具有廣譜抑菌性,也能產(chǎn)生多種揮發(fā)性抑菌物質(zhì)[17-18,20]。李寶慶等[28]研究表明枯草芽孢桿菌菌株BAB-1能產(chǎn)生少含有17種揮發(fā)性抑物質(zhì),主要為醇類、酮類、酸類、胺類、烷烴類等,同時(shí)明確了其中以甲酸為代表的5種揮發(fā)性物質(zhì)具有抑菌活性;Yuan等[29]研究了解淀粉芽孢桿菌NJN-6菌株產(chǎn)生的11種揮發(fā)性物質(zhì)可以完全抑制香蕉枯萎病菌菌絲的生長和孢子的萌發(fā);郝象瑢等[16]研究了解淀粉芽孢桿菌LJ02菌株在代謝過程中產(chǎn)生的4-乙基苯酚、2-丙基環(huán)己酮兩種揮發(fā)性氣體均對黑腐皮殼菌有抑制效果。

本研究通過平板倒扣法得出芽孢桿菌HB-2、B1和X發(fā)酵液產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體均能明顯抑制鏈格孢菌的生長,采用GC-MS對三種芽孢桿菌發(fā)酵液的揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行進(jìn)一步初步分析,鑒定出芽孢桿菌HB-2、B1和X分別能產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)28種、31種和30種。與已報(bào)道的相關(guān)揮發(fā)性物質(zhì)的鑒定結(jié)果相比,有2-乙基-1-己醇、壬醛、十二烷醇、正十四烷、2,3-丁二醇、2-壬酮、3-羥基丁酮、2-十一醇、豆蔻酸異丙酯、2,4-二叔丁基苯酚、苯甲醛、甲氧基苯基肟、甘菊藍(lán)、2-壬醇等多種相同物質(zhì)[19,24,30-32],而已報(bào)道的2-癸酮、苯并噻唑、二苯并呋喃、甲酸、二甲基二硫、甲基環(huán)丙烯等物質(zhì)在三種芽孢桿菌中未發(fā)現(xiàn)[19,24,28-33]。三種芽孢桿菌揮發(fā)性物質(zhì)的抑菌活性不同可能是因?yàn)槿叩膿]發(fā)性抑菌物質(zhì)種類及其含量的存在差異,關(guān)于三種芽孢桿菌所產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性、抑菌活性及抑菌機(jī)理尚不清楚,仍需進(jìn)一步研究證實(shí)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)中供試的三種芽孢桿菌HB-2、B1和X在活體預(yù)防試驗(yàn)和平板對峙試驗(yàn)中對桃采后主要致病菌鏈格孢菌均有明顯抑制作用,同時(shí)三種芽孢桿菌均能顯著抑制早熟桃采后腐爛,維持果實(shí)品質(zhì);三種芽孢桿菌發(fā)酵液產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體亦能明顯抑制鏈格孢菌的生長,通過SPME-GC-MS法對其揮發(fā)性物質(zhì)成分進(jìn)行定性分析,分別鑒定得到28種、31種和30種化合物,主要包括醇類、酯類、酮類、酸類、酚類、烴類和其他類化合物,其中2-乙基-1-己醇、壬醛、十二烷醇、正十四烷、2,3-丁二醇、2-壬酮、3-羥基丁酮等多種化合物已被報(bào)道存在于其他芽孢桿菌的揮發(fā)物質(zhì)中。芽孢桿菌HB-2、B1和X對極早熟桃采后病害的生物防治具有良好應(yīng)用潛力,為早熟桃的采后生物防治提供了理論依據(jù)。