果蔬采后病原真菌分泌胞外酶的研究進(jìn)展

葛永紅，李燦嬰，呂靜祎，勵(lì)建榮*

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013）

果蔬采后病原真菌分泌胞外酶的研究進(jìn)展

葛永紅，李燦嬰，呂靜祎，勵(lì)建榮*

（渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧省食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州 121013）

果蔬采后腐爛大部分由真菌引起，真菌侵染寄主后能否導(dǎo)致發(fā)病，取決于病原菌的致病能力、寄主自身的防衛(wèi)反應(yīng)和環(huán)境條件。在適宜的環(huán)境條件下，病原菌大量繁殖，并通過(guò)分泌胞外酶、產(chǎn)生毒素和病原物激素從而引起寄主發(fā)病。在發(fā)病過(guò)程中，胞外酶是最重要的致病因子。本文綜述了病原真菌產(chǎn)生胞外酶的種類(lèi)、致病機(jī)理及影響因素，為果蔬采后病害的控制提供理論依據(jù)。

胞外酶；真菌；致病性

GE Yonghong， LI Canying， L? Jingyi， et al. Progress in extracellular enzymes secreted by postharvest decay fungi in fruits and vegetables［J］. Food Science， 2016， 37（15）: 265-270. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615045. http://www.spkx.net.cn

采后病害是果蔬在采收、分級(jí)、包裝、運(yùn)輸、貯藏和銷(xiāo)售等過(guò)程中發(fā)生的病害，包括生理性病害和侵染性病害，直接導(dǎo)致果蔬貯藏品質(zhì)大大降低，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失［1］。在侵染性病害的發(fā)病過(guò)程中，病原菌首先要識(shí)別寄主并建立寄生關(guān)系，然后從寄主獲得必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水分，才能進(jìn)一步繁殖和擴(kuò)展，從而導(dǎo)致病害癥狀的出現(xiàn)。病原菌侵染寄主后能否引起發(fā)病并表現(xiàn)癥狀，主要取決于寄主自身的防衛(wèi)反應(yīng)、病原菌的致病能力及環(huán)境條件［2］。病原菌通過(guò)分泌對(duì)寄主有害的代謝物質(zhì)，如胞外酶、毒素和病原物激素來(lái)干擾寄主細(xì)胞正常生理代謝并破壞細(xì)胞，在致病過(guò)程中起著重要作用［3］。胞外酶是病原真菌在侵染寄主后分泌到細(xì)胞外的可以降解寄主細(xì)胞壁的酶類(lèi)，在大多數(shù)采后病害的發(fā)病過(guò)程中，胞外酶是最重要的致病因子［4-5］。

本文主要論述了果蔬采后病原真菌產(chǎn)生胞外酶的種類(lèi)、作用機(jī)制及影響因素，以期為采后病害控制提供理論依據(jù)。

1　胞外酶的種類(lèi)

在病原菌與寄主識(shí)別的過(guò)程中，植物表皮覆蓋的角質(zhì)層和細(xì)胞壁是其主要的保護(hù)屏障［6-7］。不同的植物其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成不盡相同，但是基本都由蛋白質(zhì)、多糖、芳香族聚合物組成。病原菌針對(duì)細(xì)胞壁中的不同成分分泌相應(yīng)的胞外酶引起寄主細(xì)胞壁的分解，降低其防御能力，從而提高了病菌的侵入和擴(kuò)展速度［8］。根據(jù)胞外酶的作用底物，將胞外酶分為角質(zhì)酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶和其他酶類(lèi)［9］。

1.1角質(zhì)酶

角質(zhì)酶是病原真菌直接侵入寄主時(shí)用以突破果實(shí)角質(zhì)層的關(guān)鍵酶，是一種酯酶，分子質(zhì)量為22～26 kD，含有一條肽鏈，一個(gè)二硫鍵，都含有一個(gè)蛋氨酸、一個(gè)組氨酸和一個(gè)色氨酸［10］。角質(zhì)酶的活性中心是組氨酸的咪唑基和絲氨酸殘基上的羥基、羧基組成的一種三分體結(jié)構(gòu)［11］。引起果蔬采后病害的病原菌主要通過(guò)角質(zhì)層、傷口和衰老的表皮侵入寄主，其中通過(guò)角質(zhì)層直接侵入的病原真菌接觸識(shí)別寄主表面后快速分泌高活性角質(zhì)酶，快速降解寄主表皮的角質(zhì)層，加速病原菌侵入過(guò)程。盤(pán)長(zhǎng)孢狀刺盤(pán)孢（Colletotrichum gloeosporioides）對(duì)角質(zhì)層的滲透是將病原菌的角質(zhì)酶基因插入以更快地感染完好的寄主［12］。隨著分泌的角質(zhì)酶直接滲透進(jìn)入寄主，一種附著胞隨之感染寄主，這種附著胞是由刺盤(pán)孢（Colletotrichum）產(chǎn)生的［13］。盡管已有角質(zhì)酶在病原菌致病中的研究，但目前的研究還不夠深入，并且研究種類(lèi)的相對(duì)較少。

1.2果膠酶

果膠物質(zhì)是構(gòu)成中膠層的重要組成部分，由半乳糖醛酸分子鏈組成，起到植物細(xì)胞和植物組織整體之間緊密聯(lián)系的作用。采后水果或蔬菜中病害的發(fā)展很大程度上依賴(lài)于病原菌分泌果膠酶的能力，以及分解不溶性果膠和導(dǎo)致細(xì)胞分裂、組織分解的能力。果膠酶是一組復(fù)合酶，主要降解細(xì)胞壁中的果膠成分，在果蔬采后侵染性病害發(fā)生過(guò)程中起關(guān)鍵作用［14］。根據(jù)α-糖苷鍵在果膠分子上的斷裂位置可以將果膠酶分為果膠水解酶、果膠甲基酯酶（pectin methylesterase，PME）和果膠裂解酶（pectate lyase，PL）［15］。多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonas e，PG）和果膠甲基半乳糖醛酸酶（polymethyl-galacturonase，PMG）是分別以果膠酸和果膠質(zhì)為底物的兩種重要水解酶，多聚半乳糖醛酸反式消除酶（polygalacturonic acid trans-eliminase，PGTE）和果膠甲基反式消除酶（pectin methyl-trans-eliminase，PMTE）是兩種重要的裂解酶，分別以果膠酸和果膠質(zhì)為底物［16-17］。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲的骨科大手術(shù)病人；②使用IPC治療裝置(本次研究將各種IPC治療裝置作為一個(gè)整體)的病人。排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在影響腿套使用情況的病人，如最近行皮膚移植者，存在壞疽、皮炎及嚴(yán)重畸形者，下肢大面積水腫或充血性心力衰竭所致肺水腫者；②患有嚴(yán)重外周動(dòng)脈阻塞性疾病及嚴(yán)重下肢動(dòng)脈硬化性缺血病人；③合并有周?chē)懿∽儾∪?；④有血栓病史病人；⑤不愿配合或由于各種原因中途退出病人。

果膠酶被認(rèn)為是受意大利青霉（Penicillium italicum）和指狀青霉（P. digitatum）侵染的柑橘屬水果變軟的主要原因［18］。有報(bào)道表明，膠孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）和球狀炭疽菌（Colletotrichum coccodes）分泌的PL對(duì)鱷梨和番茄炭疽病的發(fā)生具有重要的影響［19-22］。用帶有PL抗體和缺失了PL的膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）孢子接種鱷梨，抑制了果實(shí)病害的發(fā)生［19］。擴(kuò)展青霉（Penicillium expansum）、指狀青霉（P. digitatum）和意大利青霉（P. italicum）分泌的果膠酶更有利于這些病原菌對(duì)蘋(píng)果和柑橘果實(shí)的侵染［23］。還有研究發(fā)現(xiàn)，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和柑橘鏈格孢（Alternaria citri）在侵染不同果實(shí)過(guò)程中PG基因具有重要的作用［24-25］。馬鈴薯塊莖受到硫色鐮刀菌（Fusarium sulphureum）侵染后產(chǎn)生的PME、PL、PG、PMG等在其致病中發(fā)揮了重要的作用［26］?？煽汕蚨呔˙otryodiplodia theobromae）在侵染芒果果實(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的PG、PMG等與其致病性有關(guān)［27］。桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）分泌的PG和PME引起的細(xì)胞壁浸解在其侵染過(guò)程中具有重要作用［28］。此外，尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4）在體外能夠產(chǎn)生PG［29］，膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）侵染蘋(píng)果果實(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的PMG與其致病力相關(guān)［30］。由此可見(jiàn)，不同真菌在侵染寄主過(guò)程中產(chǎn)生的果膠酶種類(lèi)不同，但分泌的果膠酶在病原真菌致病中具有重要的作用。然而，PG在病原菌致病中的作用受多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase inhibiting protein，PGIPs）的影響，該蛋白不影響寄主本身PG的活性，但會(huì)抑制病原菌產(chǎn)生的PG活性［31-33］。

1.3纖維素酶和半纖維素酶

纖維素酶是一組水溶性胞外復(fù)合酶，能降解纖維素中β-1，4-葡萄糖苷鍵的一類(lèi)酶的總稱(chēng)。纖維素的降解至少有3 種酶的共同參與，C1酶（內(nèi)切1，2-β-D葡聚糖酶）、羧甲基纖維素酶（1，4-β-D-葡聚糖纖維二糖水解酶，Cx酶）和β-葡萄糖苷酶（又稱(chēng)為纖維二糖酶）［8］。半纖維素酶是專(zhuān)一性降解植物細(xì)胞壁中木葡聚糖、半乳甘露聚糖、木聚糖等非纖維素多糖的復(fù)合酶，主要包括內(nèi)切-β-1，4-葡聚糖酶、內(nèi)切-β-1，4-木聚糖酶、β-木糖苷酶、α-阿拉伯呋喃糖酶、甘露聚糖酶（β-甘露聚糖酶和β-甘露糖苷酶）等，植物細(xì)胞壁成分的復(fù)雜性決定了多酶參與降解半纖維素的過(guò)程［34］。

在病害發(fā)展期間，盡管植物組織的腐爛和細(xì)胞的死亡與細(xì)胞外果膠酸酶的活性相關(guān)性很強(qiáng)，但是病原菌的纖維素酶和半纖維素酶一樣，也在這個(gè)復(fù)雜過(guò)程中起必要的作用。在發(fā)病期間，纖維素酶通常是在后期階段起作用，即病原菌發(fā)展到腐生階段［35］。在對(duì)柑橘類(lèi)水果中的指狀青霉（P. digitatum）和意大利青霉（P. italicum）產(chǎn)生的Cx酶的研究表明，在病害癥狀出現(xiàn)之前的病害潛育期酶的活性較高；此外，人們發(fā)現(xiàn)病害的嚴(yán)重程度和水果中病原菌分泌的纖維素酶的活性之間存在關(guān)聯(lián)。尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4）在體外能夠產(chǎn)生內(nèi)切葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶［29］。膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）侵染蘋(píng)果果實(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的Cx酶有利于加快侵染速度［30］。硫色鐮刀菌（F. sulphureum）侵染馬鈴薯塊莖期間產(chǎn)生的Cx、β-葡萄糖苷酶等在其致病中發(fā)揮了重要的作用［26］。可可球二孢菌（B. theobromae）在侵染芒果果實(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的Cx與其致病性有關(guān)［27］。由此可見(jiàn)，病原真菌在侵染寄主過(guò)程中也能夠產(chǎn)生Cx酶用于后期降解寄主組織，但有關(guān)半纖維素酶在病原真菌侵染中的作用研究很少。

1.4其他酶

病原菌除了分泌上述胞外酶以外，還能產(chǎn)生蛋白酶、脂酶、淀粉酶等降解蛋白質(zhì)、類(lèi)脂、淀粉等細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的酶［8］。磷脂酶主要通過(guò)降解細(xì)胞膜中的磷脂，從而破壞細(xì)胞膜的完整性，增強(qiáng)病原菌的侵染能力［35］。蛋白酶是催化肽鍵水解的一類(lèi)酶，可以根據(jù)其最適pH值、活性中心和酶切位置的不同進(jìn)行分類(lèi)。Delgado-Jarana等［36］研究發(fā)現(xiàn)哈茨木霉離體條件下能夠分泌堿性、中性以及酸性蛋白酶。

2　胞外酶的作用機(jī)制

植物細(xì)胞壁主要由果膠質(zhì)、纖維素和半纖維素構(gòu)成，是阻礙病原菌侵入的天然屏障。實(shí)驗(yàn)證明病原菌產(chǎn)生的胞外酶能夠幫助其侵入、組織浸離、病害擴(kuò)展及破壞寄主超微結(jié)構(gòu)從而引起細(xì)胞死亡［37］。病原菌接觸、識(shí)別寄主后首先分泌角質(zhì)酶分解寄主的角質(zhì)層，便于病菌的侵入；然后大量分泌多種果膠酶使組織中細(xì)胞分離，導(dǎo)致組織浸離、細(xì)胞壁成分降解、細(xì)胞膜破裂、細(xì)胞死亡等［38］。Amadioha［39］研究發(fā)現(xiàn)絲核菌（Rhizoctonia bataticola）在侵染馬鈴薯組織過(guò)程中分泌的PG常常引起組織的軟爛，從而導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。匐枝根霉（Rhizopus stolonifer）分泌的PME、PMG、PG可迅速溶解甜瓜果肉組織中膠層，導(dǎo)致質(zhì)壁分離、細(xì)胞電解質(zhì)外滲，從而引起果實(shí)軟腐病的發(fā)生［40］。陳尚武等［40］研究發(fā)現(xiàn)半裸鐮刀菌（Fusarium semitectum）在侵染甜瓜果實(shí)過(guò)程中很少分泌果膠水解酶類(lèi)，而是分泌高活力的PL、PME和纖維素酶，因此不會(huì)導(dǎo)致中膠層的消解，但菌絲可以直接穿透細(xì)胞璧引起組織腐爛。觀(guān)察寄主組織超微結(jié)構(gòu)的變化發(fā)現(xiàn)，胞外酶能夠引起葉綠體、線(xiàn)粒體等細(xì)胞器內(nèi)部空泡化、細(xì)胞壁變薄、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)受損、中膠層分解等［41-42］。由此表明，胞外酶在病原菌侵染寄主過(guò)程中主要通過(guò)降解細(xì)胞壁成分、分解中膠層、破壞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)等引起細(xì)胞死亡，從而導(dǎo)致病害癥狀的出現(xiàn)。

3　胞外酶分泌的影響因子

3.1pH值

病原菌在侵染寄主過(guò)程中可以通過(guò)分泌酸性和堿性物質(zhì)來(lái)改變環(huán)境pH值，以增強(qiáng)其致病因子的表達(dá)和活性，從而完成對(duì)寄主的侵染［43-44］。一些病原菌在酸性條件下致病力強(qiáng)，而另一些卻在堿性條件下表現(xiàn)出良好的致病性。例如，擴(kuò)展青霉（P. expansum）、灰葡萄孢（B. cinerea）、指狀青霉（P. digitatum）、意大利青霉（P. italicum）、核盤(pán)菌（Sc lerotinia sclerotiorum）、芒果擬莖點(diǎn)霉（P. mangiferae）、桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）等侵染寄主時(shí)，可通過(guò)分泌有機(jī)酸來(lái)增強(qiáng)致病性［3，28，43，45-48］。而膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）、尖孢炭疽菌（C. acutatum）、球狀炭疽菌（C. coccodes）、互隔交鏈孢（A. alternata）等在侵染期間會(huì)通過(guò)分泌氨提高環(huán)境pH值，從而提高致病性［4，49-51］。進(jìn)一步的研究表明，pH值的變化對(duì)病原菌胞外酶的活性和基因表達(dá)起著關(guān)鍵的調(diào)控作用［23］。當(dāng)pH值達(dá)到5.7時(shí)（與病斑組織的pH值相似），膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）中pelB基因及其編碼的PL的表達(dá)和分泌水平增加［20，52］。當(dāng)pH值超過(guò)6.0（與病斑組織的pH值相似）時(shí)互隔交鏈孢（A. alternata）的Aak1高表達(dá)［4］。擴(kuò)展青霉（P. expansum）的PG編碼基因pepg1以及尖孢鐮刀菌（F. oxysporum）的pg1和pg5基因在低pH值條件下表達(dá)［23，53-54］。在體外液體培養(yǎng)條件下，桃褐腐病菌（M. fructicola）的PG編碼基因mfpg2和pfpg3在pH 3.6～3.7時(shí)表達(dá)量是正常組織pH值下的12 倍和6 倍［28］。因此本課題組認(rèn)為，病原菌在侵染過(guò)程中分泌的酸性和堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)的pH值對(duì)其致病性具有重要的影響，pH值對(duì)病原菌致病性的影響與其調(diào)控病原菌胞外酶的基因表達(dá)和酶活性有關(guān)。

3.2溫度和濕度

溫度和濕度不僅影響病原菌的生長(zhǎng)速率，而且也影響病原菌分泌胞外酶的活性。在病原菌最適溫度范圍內(nèi)，溫度越高病原真菌分泌胞外酶的活性越高，并且隨著濕度的增加，胞外酶活性也升高，這與其對(duì)發(fā)病的影響一致。如在濕度為80%，溫度為15、20、25、30 ℃條件下，B. cinerea侵染番茄葉片過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)胞壁降解酶活性不同，在20 ℃時(shí)PG、PMG、Cx酶和β-酶葡萄糖苷酶的活性最高，隨著溫度的升高，各種酶的活性都開(kāi)始下降［55］。研究也發(fā)現(xiàn)，在溫度一定時(shí)，隨著濕度的增加，B. cinerea產(chǎn)生的細(xì)胞壁降解酶活性也增加［55］。劉志恒等［56］研究發(fā)現(xiàn)多主棒孢（Corynespora cassiicola）在18～33 ℃均能分泌胞外酶，在其侵染黃瓜葉片過(guò)程中PG和PMG的活性在25 ℃時(shí)最高，而PGTE、PMTE和β-葡萄糖苷酶活性在28 ℃時(shí)最高。由此可見(jiàn)，不同病原菌分泌的胞外酶種類(lèi)不同，并且每種胞外酶出現(xiàn)活性高峰的溫度和時(shí)間也不同，這也進(jìn)一步證明了不同胞外酶在病原菌侵染寄主過(guò)程中作用于不同底物，最終引起細(xì)胞死亡、組織腐爛。

3.3金屬離子

金屬離子不僅是微生物生長(zhǎng)代謝的必需因子，許多金屬離子也是細(xì)胞中酶的激活因子或組成部分。但有關(guān)金屬離子對(duì)病原菌體內(nèi)和體外分泌胞外酶的影響還存在爭(zhēng)議。張學(xué)君等［57］研究報(bào)道8 種金屬離子對(duì)馬鈴薯軟腐歐氏桿菌體外產(chǎn)生胞外酶的種類(lèi)和活性具有不同的影響，Zn2+、Ca2+、Ni2+、Mn2+、Al3+均能促進(jìn)離體條件下PG、PL和蛋白酶活性增加，提高M(jìn)g2+濃度有利于PL的產(chǎn)生。Cabanne等［58］研究認(rèn)為Ca2+會(huì)部分抑制灰葡萄孢（B. cinerea）產(chǎn)生的PG酶活性，但能促進(jìn)裂解酶的產(chǎn)生［59］。也有研究發(fā)現(xiàn)Ca2+的存在可以激活尖孢鐮刀菌（F. oxysporum）、假單胞菌（Pseudomonas marginalis）產(chǎn)生果膠酶［60-61］。但是目前還缺乏有關(guān)金屬離子如何調(diào)控病原菌胞外酶活性及基因表達(dá)方面的研究，從而影響其致病性。

3.4酚類(lèi)物質(zhì)的影響

酚類(lèi)物質(zhì)是植物體內(nèi)苯丙烷代謝的產(chǎn)物，與植物的抗病性有關(guān)，對(duì)病原真菌具有抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，鄰苯二酚、對(duì)苯二酚、對(duì)羥基苯甲酸丁酯等酚類(lèi)物質(zhì)能明顯降低匐枝根霉（R. stolonifer）與半裸鐮刀菌（F. semitectum）產(chǎn)生多聚半乳糖醛酸酶、果膠甲酯酶與纖維素酶的能力［62］。一定濃度的間苯二酚、鄰苯二酚、咖啡因和綠原酸可抑制香蕉果實(shí)中的香蕉炭疽病菌（Colltetotrichum musae）和膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）的生長(zhǎng)和發(fā)育［63］。兒茶酚和香草醛能夠完全抑制棕色固氮菌（Azotobactor vinelandii）產(chǎn)生的β-1，4-葡萄糖內(nèi)切酶和木聚糖酶的活性［64］。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一定濃度的酚類(lèi)物質(zhì)處理能夠抑制病原真菌分泌的胞外酶活性，這與其對(duì)病原真菌有直接的抑制作用一致，但是酚類(lèi)物質(zhì)是如何影響胞外酶的活性還缺乏深入的研究。

4　結(jié) 論

許多研究表明病原菌分泌的胞外酶在寄主-病原物互作過(guò)程中具有重要作用，但目前的研究主要集中于果膠酶類(lèi)及基因調(diào)控水平上，其他胞外酶的研究很少。今后的研究應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注轉(zhuǎn)錄因子如何調(diào)控胞外酶基因表達(dá)及寄主通過(guò)何種信號(hào)傳導(dǎo)途徑提高抗侵染能力。

［1］ 李碧鷹， 賀偉. 果蔬產(chǎn)后病害病原菌胞外酶的啟動(dòng)及其調(diào)控［J］. 河北林果研究， 2005， 20（2）: 174-178. DOI:10.3969/ j.issn.1007-4961.2005.02.019.

［2］ ?A?NIEWSKA J， MACIOSZEK V K， KONONOWICZ A K. Plantfungus interface: the role of surface structures in plant resistance and susceptibility to pathogenic fungi［J］. Physiological and Molecular Plant Pathology， 2012， 78（78）: 24-30. DOI:10.1016/j.pmpp.2012.01.004.

［3］ KARS I， van KAN J A L. Extracellular enzymes and metabolites involved in pathogenesis of Botrytis［M］. Netherlands: Springer， 2007: 99-118.

［4］ ESHEL D， MIYARA I， AILINNG T， et al. pH regulates endoglucanase expression and virulence of Alternaria alternata in persimmon fruits［J］. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2002， 15（8）: 774-779. DOI:10.1094/MPMI.2002.15.8.774.

［5］ JIA Y J， FENG B Z， SUN W X， et al. Polygalacturonase， pectate lyase and pectin methylesterase activity in pathogenic strains of Phytophthora capsici incubated under different conditions［J］. Journal of Phytopathology， 2009， 157（10）: 585-591. DOI:10.1111/j.1439-0434.2008.01533.x.

［6］ HEMATY K， CHERK C， SOMERVILLE S. Host-pathogen warfare at the plant cell wall［J］. Current Opinion in Plant Biology， 2009， 12（4）: 406-413. DOI:10.1016/j.pbi.2009.06.007.

［7］ UNDERWOOD W. The plant cell wall: a dynamic barrier against pathogen invasion［J］. Frontiers in Plant Science， 2012， 3: 85. DOI:10.3389/fpls.2012.00085.

［8］ KUBICEK C P， STARR T L， GLASS N L. Plant cell wall-degrading enzymes and their secretion in plant-pathogenic fungi［J］. Annual Review of Phytopathology， 2014， 52（1）: 427-451. DOI:10.1146/ annurev-phyto-102313-045831.

［9］ 王金生. 分子植物病理學(xué)［M］. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 1999: 33-36.

［10］ EGMOND M R， de VLIEG J. Fusarium solani pisi cutinase［J］. Biochimie， 2000， 82（11）: 1015-1021. DOI:10.1016/S0300-9084（00）01183-4.

［11］ SONIA L， CHRISTIAN C. Structure-activity of cutinase， a small lipolytic enzyme［J］. Biochimica et Biophysica Acta-Molecular and cell Biology of Lipids， 1999， 1441（2/3）: 185-196. DOI:10.1016/S1388-1981（99）00159-6.

［12］ DICKMAN M B， PODILA G K， KOLATTUKUDY P E. Insertion of cutinase gene into a wound pathogen enables it to infect an intact host［J］. Nature， 1989， 342: 446-448. DOI:10.1038/342446a0.

［13］ PODILA O K， ROSEN E， SAN FRANCISCO M J D. et al. Targeted secretion of cutinase in Fusarium solani f. sp. pesi and Colletotrichum gloeosporioides［J］. Phytopatholgy， 1995， 85（2）: 238-242. DOI:10.1094/phyto-85-238.

［14］ GUMMADI S N， PANDA T. Purification and biochemical properties of microbial pectinases: a review［J］. Process Biochemistry， 2003，38（7）: 987-996. DOI:10.1016/S0032-9592（02）00203-0.

［15］ 黃俊麗， 李常軍， 王貴學(xué). 微生物果膠酶的分子生物學(xué)及其應(yīng)用研究進(jìn)展［J］. 生物技術(shù)通訊， 2006， 17（6）: 992-994. DOI:10.3969/ j.issn.1009-0002.2006.06.045.

［16］ POOVAIAH B W， NUKAYA A. Polygalacturonase and cellulase enzymes in the normal Rutgers and mutant rin tomato fruits and their relationship to the respiratory climacteric［J］. Plant Physiology， 1979，64（4）: 534-537. DOI:10.1104/pp.64.4.534.

［17］ MARIN-RODRIGUEZ M C， ORCHARD J， SEYMOUR G B. Pectate lyases， cell wall degradation and fruit softening［J］. Journal of Experimental Botany， 2002， 53（377）: 2115-2119. DOI:10.1093/jxb/erf089.

［18］ PICCOLI-VALLE R H， PASSOS F J V， BRANDI I V， et al. Influence of different mixing and aeration regimens on pectin lyase production by Penicillium griseoroseum［J］. Process Biochemistry， 2003， 38（6）: 849-854. DOI:10.1016/s0032-9592（02）00064-x.

［19］ YAKOBY N， KOBILER I， DINOOR A， et al. pH regulation of pectate lyase secretion modulates the attack of Colletotrichum gloesporioides on avocado fruits［J］. Applied and Environmental Microbiology， 2000，66（3）: 1026-1030. DOI:10.1128/aem.66.3.1026-1030.2000.

［20］ YAKOBY N， BENO-MOUALEM D， KEEN N T， et al. Colletotrichum gloeosporioides pelB is an important virulence factor in avocado fruitfungus interaction［J］. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2001，14（8）: 988-995. DOI:10.1094/mpmi.2001.14.8.988.

［21］ DRORI N， KRAMER-HAIMOVICH H， ROLLINS J， et al. External pH and nitrogen source affect secretion of pectate lyase by Colletotrichum gloeosporioides［J］. Applied and Environmental Microbiology， 2003， 69（6）: 3258-3262. DOI:10.1128/aem.69.6.3258-3262.2003.

［22］ BEN-DANIEL B H， BAR-ZVI D， TSROR L. Pectate lyase affects pathogenicity in natural isolates of Colletotrichum coccodes and in pelA gene-disrupted and gene-overexpressing mutant lines［J］. Molecular Plant Pathology， 2012， 13（2）: 187-197. DOI:10.1111/ j.1364-3703.2011.00740.x.

［23］ PRUSKY D， MCEVOY J L， SAFTNER R， et al. Relationship between host acidification and virulence of Penicillium spp. on apple and citrus fruit［J］. Phytopathology， 2004， 94（1）: 44-51. DOI:10.1094/ phyto.2004.94.1.44.

［24］ TEN HAVE A， MULDER W， VISSER J， et al. The endopolygalacturonase gene Bcpg1 is required for full virulence of Botrytis cinerea［J］. Molecular Plant-Microbe Interaction， 1998，11（10）: 1009-1016. DOI:10.1094/mpmi.1998.11.10.1009.

［25］ I S S H I K I A， A K I M I T S U K， Y A M A M O T O M， e t a l. Endopolygalacturonase is essential for citrus black rot caused by Alternaria citri but not brown spot caused by Alternaria alternata［J］. Molecular Plant-Microbe Interaction， 2001， 14（6）: 749-757. DOI:10.1094/mpmi.2001.14.6.749.

［26］ 楊志敏， 畢陽(yáng)， 李永才， 等. 馬鈴薯干腐病菌侵染過(guò)程中切片組織細(xì)胞壁降解酶的變化［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 45（1）: 127-134. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.01.015.

［27］ 李敏， 高兆銀， 胡美姣， 等. 可可球二孢（Botryodiplodia theobromae）細(xì)胞壁降解酶對(duì)杧果果實(shí)致病作用［J］. 果樹(shù)學(xué)報(bào)， 2011， 28（6）: 1054-1058.

［28］ de CAL A， SAND?N-ESPA?AB P， MARTINEZA F， et al. Role of gluconic acid and pH modulation in virulence of Monilinia fructicola on peach fruit［J］. Postharvest Biology and Technology， 2013， 86（7）: 418-423. DOI:10.1016/j.postharvbio.2013.07.012.

［29］ 李梅婷， 張紹升. 香蕉枯萎病菌細(xì)胞壁降解酶的誘導(dǎo)及其對(duì)香蕉組織的降解［J］. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2010， 26（5）: 228-231.

［30］ 薛蓮， 檀根甲， 徐先松， 等. 蘋(píng)果炭疽病菌對(duì)蘋(píng)果果實(shí)致病機(jī)制初探［J］. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2006， 33（4）: 522-525. DOI:10.3969/ j.issn.1672-352X.2006.04.019.

［31］ CERVONE F， de LORENZO G， PRESSEY R， et al. Can Phaseolus PGIP inhibit pectic enzymes from microbes and plants？［J］. Phytochemistry， 1990， 29（2）: 447-449. DOI:10.1016/0031-9422（90）85094-v.

［32］ CERVONE F， HAHN M G， de LORENZO G， et al. Host-pathogen interactions: XXXIII. A plant protein converts a fungal pathogenesis factor into an elicitor of plant defense responses［J］. Plant Physiology，1989， 90（2）: 542-548. DOI:10.1104/pp.90.2.542.

［33］ de LORENZO G， D’OVIDIO R， CERVONE F. The role of polygalacturonase-inhibiting proteins （PGIPs） in defense against pathogenic fungi［J］. Annual Review of Phytopathology， 2001， 39（4）: 313-335. DOI:10.1007/978-1-4615-6019-7_4.

［34］ 劉穩(wěn)， 高培基. 半纖維素酶的分子生物學(xué)［J］. 纖維素科學(xué)與技術(shù)，1998， 6（1）: 9-15.

［35］ BARKAI-GOLAN R. Postharvest diseases of fruits and vegetables: development and control［M］. Amsterdam: Elsevier Science B.V.，2001.

［36］ DELGADO-JARANA J， PINTOR-TORO J A， BEN?TEZ T. Overproduction of β-1，6-glucanase in Trichoderma harzianum is controlled by extracellular acidic proteases and pH［J］. Biochimica et Biophysica Acta （BBA） - Protein Structure and Molecular Enzymology， 2000， 1481（2）: 289-296. DOI:10.1016/s0167-4838（00）00172-2.

［37］ 章元壽. 植物病理生理學(xué)［M］. 南京: 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社， 1996: 50.

［38］ 楊志敏. 馬鈴薯干腐病菌生物學(xué)特性及其侵染過(guò)程中塊莖細(xì)胞壁降解酶的活性變化［D］. 蘭州: 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2012: 29-30.

［39］ AMADIOHA A C. Interaction of hydrolytic enzymes produced by Rhizoctonia bataticola during rot development［J］. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica， 1997， 32（1）: 79-87.

［40］ 陳尚武， 張大鵬， 張維一. 匍枝根霉和半裸鐮刀菌侵染甜瓜果實(shí)產(chǎn)生的胞壁降解酶與侵染方式［J］. 植物病理學(xué)報(bào)， 1998， 28（1）: 55-60. DOI:10.3321/j.issn:0412-0914.1998.01.014.

［41］ 吳潔云， 紀(jì)兆林， 徐敬友， 等. 灰葡萄孢胞壁降解酶對(duì)番茄植株致病作用的分析［J］. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版）， 2010， 31（3）: 70-74.［42］ 李寶聚， 周長(zhǎng)力， 趙奎華， 等. 黃瓜黑星病菌致病機(jī)理的研究Ⅲ: 細(xì)胞壁降解酶和毒素對(duì)寄主超微結(jié)構(gòu)的影響及其協(xié)同作用［J］. 植物病理學(xué)報(bào)， 2001， 31（1）: 63-69.

［43］ PRUSKY D， YAKOBY N. Pathogenic fungi: leading or led by ambient pH？［J］. Molecular Plant Pathology， 2003， 4（6）: 509-516. DOI:10.1046/j.1364-3703.2003.00196.x.

［44］ PRUSKY D， LICHTER A. Activation of quiescent infections by postharvest pathogens during transition from the biotrophic to the necrotrophic stage［J］. FEMS Microbiological Letters， 2007， 268（1）: 81-88. DOI:10.1111/j.1574-6968.2006.00603.x.

［45］ HADAS Y， GOLDBERG I， PINES O， et al. Involvement of gluconic acid and glucose oxidase in the pathogenicity of Penicillium expansum in apples［J］. Phytopathology， 2007， 97（3）: 384-390. DOI:10.1094/ phyto-97-3-0384.

［46］ KIM Y T， PRUSKY D， ROLLINS J A. An activating mutation of the Sclerotinia sclerotiorum pac1 gene increases oxalic acid production at low pH but decreases virulence［J］. Molecular Plant Pathology， 2007，8（5）: 611-622. DOI:10.1111/j.1364-3703.2007.00423.x.

［47］ DAVIDZON M， ALKAN N， KOBILER I， et al. Acidification by gluconic acid of mango fruit tissue during colonization via stem end infection by Phomopsis mangiferae［J］. Postharvest Biology and Technology， 2010， 55（2）: 71-77. DOI:10.1016/ j.postharvbio.2009.08.009.

［48］ BILLON-GRAND G， RASCLE C， DROUX M， et al. pH modulation differs during sunflower cotyledon colonization by the two closely related necrotrophic fungi Botrytis cinerea and Sclerotinia sclerotiorum［J］. Molecular Plant Pathology， 2012， 13（6）: 568-578. DOI:10.1111/j.1364-3703.2011.00772.x.

［49］ MIYARA I， SHAFRAN H， HAIMOVICH K K， et al. Multi-factor regulation of pectate lyase secretion by Colletotrichum gloeosporoides pathogenic on avocado fruits［J］. Molecular Plant Pathology， 2008，9（3）: 281-291. DOI:10.1111/j.1364-3703.2007.00462.x.

［50］ PRUSKY D， MCEVOY J L， LEVERENTZ B， et al. Local modulation of host pH by Colletotrichum species as a mechanism to increase virulence［J］. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2001， 14（9）: 1105-1113. DOI:10.1094/mpmi.2001.14.9.1105.

［51］ ALKAN N， FLUHR R， SHERMAN A， et al. Role of ammonia secretion and pH modulation on pathogenicity of Colletotrichum coccodes on tomato fruit［J］. Molecular Plant-Microbe Interactions，2008， 21（8）: 1058-1066. DOI:10.1094/mpmi-21-8-1058.

［52］ MIYARA I， SHAFRAN H， DAVIDZON M， et al. pH regulation of ammonia secretion by Colletotrichum gloeosporioides and its effect on appressorium formation and pathogenicity［J］. Molecular Plant-Microbe Interactions， 2010， 23（3）: 304-316. DOI:10.1094/mpmi-23-3-0304.

［53］ YAO C， CONWAY W S， SAMS C E. Purification and characterization of a polygalacturonase produced by Penicillium expansum in apple fruit［J］. Phytopathology， 1996， 86（11）: 1160-1166. DOI:10.1094/ phyto-86-1160.

［54］ CARACUEL Z， RONCERO M I G， ESPESO E A， et al. The pH signaling transcription factor PacC controls virulence in the plant pathogen Fusarium oxysporum［J］. Molecular Microbiology， 2003，48（3）: 765-779. DOI:10.1046/j.1365-2958.2003.03465.x.

［55］ 李寶聚， 陳立芹. 溫濕度調(diào)控對(duì)番茄灰霉病菌產(chǎn)生的細(xì)胞壁降解酶的影響［J］. 植物病理學(xué)報(bào)， 2003， 33（3）: 209-212. DOI:10.3321/ j.issn:0412-0914.2003.03.004.

［56］ 劉志恒， 亓燁， 黃欣陽(yáng)， 等. 黃瓜棒孢葉斑病（褐斑?。┎【?xì)胞壁降解酶產(chǎn)生條件及活性分析［J］. 中國(guó)蔬菜， 2011（8）: 76-80.

［57］ 張學(xué)君， 王金生， 方中達(dá). Ca2+、Mn2+等8種金屬離子對(duì)軟腐歐文氏菌一些致病因子的影響［J］. 植物病理學(xué)報(bào)， 1995， 25（1）: 79-84.

［58］ CABANNE C， DON?CHE B. Purification and characterization of two isozymes of olygalacturonase from Botrytis cinerea. Effect of calcium ions on polygalacturonase activity［J］. Microbiological Research， 2002，157（3）: 183-189. DOI:10.1078/0944-5013-00147.

［59］ GUEVARA M A， GONZALEZ-JAEN M T， ESTEVEZ P. Multiple forms of pectic lyases and polygalacturonase from Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici: regulation of their synthesis by galacturonic acid［J］. Canadian Journal of Microbiology， 1997， 43（3）: 245-253. DOI:10.1139/m97-034.

［60］ DAHM H， STRAELCZYK E， MANKA M. Production of cellulolytic and pectolytic enzymes by Fusarium oxysporum（Schlecht.），Rhizoctonia solani （Kühn） and Trichoderma viride （Pers.ex Gray）［J］. Phytopathologia Polonic， 1997， 13: 19-30.

［61］ ELUMALAI R P， MAHADEVAN A. Charadterization of pectate lyase produced by Pseudomonas marginalis and cloning of pectate lyase genes［J］. Physiological and Molecular Plant Pathology， 1995，46（2）: 109-119. DOI:10.1006/pmpp.1995.1009.

［62］ 張桂芝， 楊世忠， 張維一. 酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)哈密瓜兩種主要致腐病原產(chǎn)生的細(xì)胞壁降解酶活性的影響［J］. 食品科學(xué)， 2006， 27（8）: 125-129. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2006.08.025.

［63］ 劉秀娟， 黃圣明， 楊業(yè)銅， 等. 酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)兩種潛伏炭疽菌生長(zhǎng)和繁殖的影響［J］. 真菌學(xué)報(bào)， 1995， 14（4）: 277-282.

［64］ MORENO J， RUBIA T D. Growth and nitrogenase activity of Azotobactor vinelandii on soil phenolic acids［J］. Journal of Applied Microbiology， 2008， 69（6）: 850-855. DOI:10.1111/j.1365-2672.1990. tb01583.x.

Progress in Extracellular Enzymes Secreted by Postharvest Decay Fungi in Fruits and Vegetables

GE Yonghong， LI Canying， L? Jingyi， LI Jianrong*
（National & Local Joint Engineering Research Center of Storage， Processing and Safety Control Technology for Fresh Agricultural and Aquatic Products， Food Safety Key Laboratory of Liaoning Province，College of Food Science and Engineering， Bohai University， Jinzhou 121013， China）

Postharvest decay of fruits and vegetables is mainly caused by fungi. The pathogenicity of the fungi， host defense responses and environmental conditions can affect decay severity of fruits and vegetables. Generally， under appropriate environmental conditions， the pathogens multiply， secrete extracellular enzymes and produce toxins and hormones that cause the decay of their host fruits and vegetables. Extracellular enzymes secreted by the fungi play the most important role in the occurrence of postharvest diseases. This paper reviews the classification of extracellular enzymes produced pathogenic fungi as well as the mechanism and influencing factors of their pathogenicity aiming to provide a theoretical basis for postharvest disease control of fruits and vegetables.

extracellular enzyme； fungus； pathogenicity

10.7506/spkx1002-6630-201615045

TS255.3

A

1002-6630（2016）15-0265-06

10.7506/spkx1002-6630-201615045. http://www.spkx.net.cn

2015-12-24

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31401554）；渤海大學(xué)博士啟動(dòng)基金項(xiàng)目（bsqd201405）

葛永紅（1979—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)楣卟珊笊飳W(xué)與技術(shù)。E-mail：geyh1979@163.com

勵(lì)建榮（1964—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣摺⑺a(chǎn)品貯藏加工與質(zhì)量安全控制。

E-mail：lijr6491@163.com

引文格式：