果蔬采后病原真菌分泌胞外酶的研究進展

葛永紅，李燦嬰，呂靜祎，勵建榮*

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧 錦州 121013）

果蔬采后病原真菌分泌胞外酶的研究進展

葛永紅，李燦嬰，呂靜祎，勵建榮*

（渤海大學食品科學與工程學院，遼寧省食品安全重點實驗室，生鮮農產品貯藏加工及安全控制技術國家地方聯合工程研究中心，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致發病，取決于病原菌的致病能力、寄主自身的防衛反應和環境條件。在適宜的環境條件下，病原菌大量繁殖，并通過分泌胞外酶、產生毒素和病原物激素從而引起寄主發病。在發病過程中，胞外酶是最重要的致病因子。本文綜述了病原真菌產生胞外酶的種類、致病機理及影響因素，為果蔬采后病害的控制提供理論依據。

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、包裝、運輸、貯藏和銷售等過程中發生的病害，包括生理性病害和侵染性病害，直接導致果蔬貯藏品質大大降低，造成巨大的經濟損失［1］。在侵染性病害的發病過程中，病原菌首先要識別寄主并建立寄生關系，然后從寄主獲得必要的營養物質和水分，才能進一步繁殖和擴展，從而導致病害癥狀的出現。病原菌侵染寄主后能否引起發病并表現癥狀，主要取決于寄主自身的防衛反應、病原菌的致病能力及環境條件［2］。病原菌通過分泌對寄主有害的代謝物質，如胞外酶、毒素和病原物激素來干擾寄主細胞正常生理代謝并破壞細胞，在致病過程中起著重要作用［3］。胞外酶是病原真菌在侵染寄主后分泌到細胞外的可以降解寄主細胞壁的酶類，在大多數采后病害的發病過程中，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生胞外酶的種類、作用機制及影響因素，以期為采后病害控制提供理論依據。

1　胞外酶的種類

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

1.1角質酶

角質酶是病原真菌直接侵入寄主時用以突破果實角質層的關鍵酶，是一種酯酶，分子質量為22～26 kD，含有一條肽鏈，一個二硫鍵，都含有一個蛋氨酸、一個組氨酸和一個色氨酸［10］。角質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構［11］。引起果蔬采后病害的病原菌主要通過角質層、傷口和衰老的表皮侵入寄主，其中通過角質層直接侵入的病原真菌接觸識別寄主表面后快速分泌高活性角質酶，快速降解寄主表皮的角質層，加速病原菌侵入過程。盤長孢狀刺盤孢（Colletotrichum gloeosporioides）對角質層的滲透是將病原菌的角質酶基因插入以更快地感染完好的寄主［12］。隨著分泌的角質酶直接滲透進入寄主，一種附著胞隨之感染寄主，這種附著胞是由刺盤孢（Colletotrichum）產生的［13］。盡管已有角質酶在病原菌致病中的研究，但目前的研究還不夠深入，并且研究種類的相對較少。

1.2果膠酶

果膠物質是構成中膠層的重要組成部分，由半乳糖醛酸分子鏈組成，起到植物細胞和植物組織整體之間緊密聯系的作用。采后水果或蔬菜中病害的發展很大程度上依賴于病原菌分泌果膠酶的能力，以及分解不溶性果膠和導致細胞分裂、組織分解的能力。果膠酶是一組復合酶，主要降解細胞壁中的果膠成分，在果蔬采后侵染性病害發生過程中起關鍵作用［14］。根據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為底物［16-17］。

納入標準：①年齡≥18歲的骨科大手術病人；②使用IPC治療裝置(本次研究將各種IPC治療裝置作為一個整體)的病人。排除標準：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患有嚴重外周動脈阻塞性疾病及嚴重下肢動脈硬化性缺血病人；③合并有周圍血管病變病人；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］。有報道表明，膠孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）和球狀炭疽菌（Colletotrichum coccodes）分泌的PL對鱷梨和番茄炭疽病的發生具有重要的影響［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，抑制了果實病害的發生［19］。擴展青霉（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蘋果和柑橘果實的侵染［23］。還有研究發現，灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和柑橘鏈格孢（Alternaria citri）在侵染不同果實過程中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）侵染后產生的PME、PL、PG、PMG等在其致病中發揮了重要的作用［26］。可可球二孢菌（Botryodiplodia theobromae）在侵染芒果果實過程中產生的PG、PMG等與其致病性有關［27］。桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）分泌的PG和PME引起的細胞壁浸解在其侵染過程中具有重要作用［28］。此外，尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4）在體外能夠產生PG［29］，膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）侵染蘋果果實過程中產生的PMG與其致病力相關［30］。由此可見，不同真菌在侵染寄主過程中產生的果膠酶種類不同，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，但會抑制病原菌產生的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合酶，能降解纖維素中β-1，4-葡萄糖苷鍵的一類酶的總稱。纖維素的降解至少有3 種酶的共同參與，C1酶（內切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（又稱為纖維二糖酶）［8］。半纖維素酶是專一性降解植物細胞壁中木葡聚糖、半乳甘露聚糖、木聚糖等非纖維素多糖的復合酶，主要包括內切-β-1，4-葡聚糖酶、內切-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，植物細胞壁成分的復雜性決定了多酶參與降解半纖維素的過程［34］。

在病害發展期間，盡管植物組織的腐爛和細胞的死亡與細胞外果膠酸酶的活性相關性很強，但是病原菌的纖維素酶和半纖維素酶一樣，也在這個復雜過程中起必要的作用。在發病期間，纖維素酶通常是在后期階段起作用，即病原菌發展到腐生階段［35］。在對柑橘類水果中的指狀青霉（P. digitatum）和意大利青霉（P. italicum）產生的Cx酶的研究表明，在病害癥狀出現之前的病害潛育期酶的活性較高；此外，人們發現病害的嚴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聯。尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4）在體外能夠產生內切葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶［29］。膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）侵染蘋果果實過程中產生的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生的Cx、β-葡萄糖苷酶等在其致病中發揮了重要的作用［26］。可可球二孢菌（B. theobromae）在侵染芒果果實過程中產生的Cx與其致病性有關［27］。由此可見，病原真菌在侵染寄主過程中也能夠產生Cx酶用于后期降解寄主組織，但有關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，還能產生蛋白酶、脂酶、淀粉酶等降解蛋白質、類脂、淀粉等細胞膜和細胞內物質的酶［8］。磷脂酶主要通過降解細胞膜中的磷脂，從而破壞細胞膜的完整性，增強病原菌的侵染能力［35］。蛋白酶是催化肽鍵水解的一類酶，可以根據其最適pH值、活性中心和酶切位置的不同進行分類。Delgado-Jarana等［36］研究發現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　胞外酶的作用機制

植物細胞壁主要由果膠質、纖維素和半纖維素構成，是阻礙病原菌侵入的天然屏障。實驗證明病原菌產生的胞外酶能夠幫助其侵入、組織浸離、病害擴展及破壞寄主超微結構從而引起細胞死亡［37］。病原菌接觸、識別寄主后首先分泌角質酶分解寄主的角質層，便于病菌的侵入；然后大量分泌多種果膠酶使組織中細胞分離，導致組織浸離、細胞壁成分降解、細胞膜破裂、細胞死亡等［38］。Amadioha［39］研究發現絲核菌（Rhizoctonia bataticola）在侵染馬鈴薯組織過程中分泌的PG常常引起組織的軟爛，從而導致細胞的死亡。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，導致質壁分離、細胞電解質外滲，從而引起果實軟腐病的發生［40］。陳尚武等［40］研究發現半裸鐮刀菌（Fusarium semitectum）在侵染甜瓜果實過程中很少分泌果膠水解酶類，而是分泌高活力的PL、PME和纖維素酶，因此不會導致中膠層的消解，但菌絲可以直接穿透細胞璧引起組織腐爛。觀察寄主組織超微結構的變化發現，胞外酶能夠引起葉綠體、線粒體等細胞器內部空泡化、細胞壁變薄、內質網受損、中膠層分解等［41-42］。由此表明，胞外酶在病原菌侵染寄主過程中主要通過降解細胞壁成分、分解中膠層、破壞細胞器結構等引起細胞死亡，從而導致病害癥狀的出現。

3　胞外酶分泌的影響因子

3.1pH值

病原菌在侵染寄主過程中可以通過分泌酸性和堿性物質來改變環境pH值，以增強其致病因子的表達和活性，從而完成對寄主的侵染［43-44］。一些病原菌在酸性條件下致病力強，而另一些卻在堿性條件下表現出良好的致病性。例如，擴展青霉（P. expansum）、灰葡萄孢（B. cinerea）、指狀青霉（P. digitatum）、意大利青霉（P. italicum）、核盤菌（Sc lerotinia sclerotiorum）、芒果擬莖點霉（P. mangiferae）、桃褐腐病菌（Monilinia fructicola）等侵染寄主時，可通過分泌有機酸來增強致病性［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）等在侵染期間會通過分泌氨提高環境pH值，從而提高致病性［4，49-51］。進一步的研究表明，pH值的變化對病原菌胞外酶的活性和基因表達起著關鍵的調控作用［23］。當pH值達到5.7時（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的表達和分泌水平增加［20，52］。當pH值超過6.0（與病斑組織的pH值相似）時互隔交鏈孢（A. alternata）的Aak1高表達［4］。擴展青霉（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［23，53-54］。在體外液體培養條件下，桃褐腐病菌（M. fructicola）的PG編碼基因mfpg2和pfpg3在pH 3.6～3.7時表達量是正常組織pH值下的12 倍和6 倍［28］。因此本課題組認為，病原菌在侵染過程中分泌的酸性和堿性物質調節的pH值對其致病性具有重要的影響，pH值對病原菌致病性的影響與其調控病原菌胞外酶的基因表達和酶活性有關。

3.2溫度和濕度

溫度和濕度不僅影響病原菌的生長速率，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，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，這與其對發病的影響一致。如在濕度為80%，溫度為15、20、25、30 ℃條件下，B. cinerea侵染番茄葉片過程中產生的細胞壁降解酶活性不同，在20 ℃時PG、PMG、Cx酶和β-酶葡萄糖苷酶的活性最高，隨著溫度的升高，各種酶的活性都開始下降［55］。研究也發現，在溫度一定時，隨著濕度的增加，B. cinerea產生的細胞壁降解酶活性也增加［55］。劉志恒等［56］研究發現多主棒孢（Corynespora cassiicola）在18～33 ℃均能分泌胞外酶，在其侵染黃瓜葉片過程中PG和PMG的活性在25 ℃時最高，而PGTE、PMTE和β-葡萄糖苷酶活性在28 ℃時最高。由此可見，不同病原菌分泌的胞外酶種類不同，并且每種胞外酶出現活性高峰的溫度和時間也不同，這也進一步證明了不同胞外酶在病原菌侵染寄主過程中作用于不同底物，最終引起細胞死亡、組織腐爛。

3.3金屬離子

金屬離子不僅是微生物生長代謝的必需因子，許多金屬離子也是細胞中酶的激活因子或組成部分。但有關金屬離子對病原菌體內和體外分泌胞外酶的影響還存在爭議。張學君等［57］研究報道8 種金屬離子對馬鈴薯軟腐歐氏桿菌體外產生胞外酶的種類和活性具有不同的影響，Zn2+、Ca2+、Ni2+、Mn2+、Al3+均能促進離體條件下PG、PL和蛋白酶活性增加，提高Mg2+濃度有利于PL的產生。Cabanne等［58］研究認為Ca2+會部分抑制灰葡萄孢（B. cinerea）產生的PG酶活性，但能促進裂解酶的產生［59］。也有研究發現Ca2+的存在可以激活尖孢鐮刀菌（F. oxysporum）、假單胞菌（Pseudomonas marginalis）產生果膠酶［60-61］。但是目前還缺乏有關金屬離子如何調控病原菌胞外酶活性及基因表達方面的研究，從而影響其致病性。

3.4酚類物質的影響

酚類物質是植物體內苯丙烷代謝的產物，與植物的抗病性有關，對病原真菌具有抑制作用。研究發現，鄰苯二酚、對苯二酚、對羥基苯甲酸丁酯等酚類物質能明顯降低匐枝根霉（R. stolonifer）與半裸鐮刀菌（F. semitectum）產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中的香蕉炭疽病菌（Colltetotrichum musae）和膠孢炭疽菌（C. gloeosporioides）的生長和發育［63］。兒茶酚和香草醛能夠完全抑制棕色固氮菌（Azotobactor vinelandii）產生的β-1，4-葡萄糖內切酶和木聚糖酶的活性［64］。這些實驗結果表明，一定濃度的酚類物質處理能夠抑制病原真菌分泌的胞外酶活性，這與其對病原真菌有直接的抑制作用一致，但是酚類物質是如何影響胞外酶的活性還缺乏深入的研究。

4　結 論

許多研究表明病原菌分泌的胞外酶在寄主-病原物互作過程中具有重要作用，但目前的研究主要集中于果膠酶類及基因調控水平上，其他胞外酶的研究很少。今后的研究應該重點關注轉錄因子如何調控胞外酶基因表達及寄主通過何種信號傳導途徑提高抗侵染能力。

［1］ 李碧鷹， 賀偉. 果蔬產后病害病原菌胞外酶的啟動及其調控［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［M］. 北京: 中國農業出版社， 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. 微生物果膠酶的分子生物學及其應用研究進展［J］. 生物技術通訊， 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， 李永才， 等. 馬鈴薯干腐病菌侵染過程中切片組織細胞壁降解酶的變化［J］. 中國農業科學， 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）細胞壁降解酶對杧果果實致病作用［J］. 果樹學報， 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. 香蕉枯萎病菌細胞壁降解酶的誘導及其對香蕉組織的降解［J］. 中國農學通報， 2010， 26（5）: 228-231.

［30］ 薛蓮， 檀根甲， 徐先松， 等. 蘋果炭疽病菌對蘋果果實致病機制初探［J］. 安徽農業大學學報， 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， 高培基. 半纖維素酶的分子生物學［J］. 纖維素科學與技術，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［M］. 南京: 江蘇科學技術出版社， 1996: 50.

［38］ 楊志敏. 馬鈴薯干腐病菌生物學特性及其侵染過程中塊莖細胞壁降解酶的活性變化［D］. 蘭州: 甘肅農業大學， 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產生的胞壁降解酶與侵染方式［J］. 植物病理學報， 1998， 28（1）: 55-60. DOI:10.3321/j.issn:0412-0914.1998.01.014.

［41］ 吳潔云， 紀兆林， 徐敬友， 等. 灰葡萄孢胞壁降解酶對番茄植株致病作用的分析［J］. 揚州大學學報（農業與生命科學版）， 2010， 31（3）: 70-74.［42］ 李寶聚， 周長力， 趙奎華， 等. 黃瓜黑星病菌致病機理的研究Ⅲ: 細胞壁降解酶和毒素對寄主超微結構的影響及其協同作用［J］. 植物病理學報， 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. 溫濕度調控對番茄灰霉病菌產生的細胞壁降解酶的影響［J］. 植物病理學報， 2003， 33（3）: 209-212. DOI:10.3321/ j.issn:0412-0914.2003.03.004.

［56］ 劉志恒， 亓燁， 黃欣陽， 等. 黃瓜棒孢葉斑病（褐斑病）病菌細胞壁降解酶產生條件及活性分析［J］. 中國蔬菜， 2011（8）: 76-80.

［57］ 張學君， 王金生， 方中達. Ca2+、Mn2+等8種金屬離子對軟腐歐文氏菌一些致病因子的影響［J］. 植物病理學報， 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. 酚類物質對哈密瓜兩種主要致腐病原產生的細胞壁降解酶活性的影響［J］. 食品科學， 2006， 27（8）: 125-129. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2006.08.025.

［63］ 劉秀娟， 黃圣明， 楊業銅， 等. 酚類物質對兩種潛伏炭疽菌生長和繁殖的影響［J］. 真菌學報， 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

國家自然科學基金青年科學基金項目（31401554）；渤海大學博士啟動基金項目（bsqd201405）

葛永紅（1979—），男，副教授，博士，研究方向為果蔬采后生物學與技術。E-mail：geyh1979@163.com

勵建榮（1964—），男，教授，博士，研究方向為果蔬、水產品貯藏加工與質量安全控制。

E-mail：lijr6491@163.com

引文格式：