全 文 ：第 49 卷 第 6 期
2 0 1 3 年 6 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49，No. 6
Jun．，2 0 1 3
doi: 10．11707 / j．1001-7488．20130612
收稿日期: 2012 － 04 － 17; 修回日期: 2013 － 04 － 18。
基金项目: 浙江省科技厅公益技术研究农业项目(2011C22045) ; 中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金(RISF6902) ; 国家高技
术研究发展计划(863 计划)课题(2011AA10A205-03)。
* 章初龙为通讯作者。
3 株产气内生真菌的水果防腐活性
及其气体成分分析*
袁志林1 陈益存1 毛黎娟2 章初龙3 陈连庆1
(1. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 富阳 311400; 2. 浙江大学农生环分析测试中心 杭州 310058;
3. 浙江大学生物技术研究所水稻生物学国家重点实验室 杭州 310058)
摘 要: 从极端濒危植物百山祖冷杉针叶组织中分离到 3 株属于炭角菌科产气霉属的内生菌，这些菌株能产生
强烈的挥发性物质，对多种植物病原菌具有明显的抑制或致死功能; 水果保鲜试验表明固体发酵菌剂能有效防治
草莓灰葡萄孢霉、苹果轮纹病菌和油桃褐腐病菌等引起的水果采后病害。固相微萃取和气质联用( SPME-GC-MS)
分析表明，3 个菌株产生的气体成分及含量存在较大差异，M25 成分单一，而 M112-2 和 M153 成分较复杂，这种差
异性与其生物学活性有一定的相关性。主要气体物质为二甲酯丙酸、甲基 － 2 －甲基丙酸酯和 β －水芹烯等。
关键词: 产气霉; 固相微萃取; 抑菌活性
中图分类号: S763. 15 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2013)06 － 0083 － 07
Activity of Three Volatile-Producing Endophytic Muscodor Strains in Controlling Fruit
Postharvest Disease and Analysis of the Volatile Components
Yuan Zhilin1 Chen Yicun1 Mao Lijuan2 zhang Chulong3 Chen Lianqing1
(1. Institute of Subtropical Forestry，Chinese Academy of Forestry Fuyang 311400; 2. Analysis Center of Agrobiology and Environmental Science，
Zhejiang University Hangzhou 310058; 3. State Key Laboratory for Rice Biology，Institute of Biotechnology，Zhejiang University Hangzhou 310058)
Abstract: Three endophytic Muscodor isolates isolated from needle tissues of the critically threatened Abies
beshanzuensis can produce intense volatiles in vitro，which in general cause obvious inhibition or even death to a wide
range of plant pathogens，indicating their strong antibiotic activity． In this paper，the fungal agents derived from solid-
state fermentation were applied to efficiently control the fruit postharvest diseases，including Botrytis cinerea，Physalospora
pyricola and Monilinia fructicola． The SPME-GC-MS technique was used to detect the volatile profiling of Mucodor，and
the result showed that there were obvious difference in the chemical components and relative content among the three
Mucodor isolates． Muscodor sp． M25 had relatively simple chemical composition of volatiles，while Muscodor fengyangensis
M112-2 and M153 had complicated composition． The difference in their chemical composition of volatiles was，to some
degree，correlated with their bioactivity． Propanoic acid，2-methyl-，propanoic acid，2-methyl-，methyl ester and β-
phellandrene were the main volatile small molecules． Thus，those Muscodor isolates would be ideal candidates to be
exploited as novel‘myco-fumigation’agents．
Key words: Muscodor; solid phase micro-extraction; anti-pathogen activity
内生真菌( endophytic fungi)是一类特殊的植物
共生体，在物种多样性、种类组成、侵染特征、化学物
质多样性等方面都区别于菌根真菌 ( mycorrhizal
fungi)。内生真菌群落结构特征、生态学功能 (促
生、协同植物抗逆和分解凋落物等)和天然活性产
物开发是当前的主要研究方向。从“生物勘探”
(bioprospecting)角度看，挖掘特殊新颖的内生真菌
菌物资源无论在基础理论创新还是应用开发都具有
重要 的 科 学 意 义。安 德 鲁 紫 杉 霉 ( Taxomyces
andreanae) ( Stierle et al．， 1993 )、白 色 气 霉 菌
(Muscodor albus)(Worapong et al．，2001)、印度梨形
孢(Piriformospora indica) (Varma et al．，1999)和管
林 业 科 学 49 卷
突弯孢霉 ( Curvularia protuberata ) ( Redman et al．，
2002)是其中最典型的例子。
发现这些功能特殊的内生真菌有一定的偶然
性，但通过优化分离培养方法和技术可以最大程度
获得植物所蕴含内生真菌类群组成的全貌，避免将
一些生长缓慢或稀有的物种“过滤”掉。笔者在
2009 年对分布在浙江省庆元县的我国特有濒危植
物百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)的内生真菌资源
进行研究。通过整合分离培养方法获得了极为丰富
的真菌类群，将近 1 /3 类群的 ITS，LSU 或 RPB2 基
因序列的相似性与 GenBank 数据库的相似性在
82% ～ 94%范围内，至少说明这些可能是稀有种或
是潜在的新种(Yuan et al．，2011)。基于多基因序
列的 BALST 比对结果和形态学特征(试验条件下不
产生繁殖结构; 菌丝高度捆绑、缠绕形成绳索结
构)，笔者发现并鉴定了 6 个菌株属于产气霉属
(Muscodor)(Yuan et al．，2011; 2012)。Muscodor 是
2001 年建立的 1 个新属，属子囊菌的炭角菌科
(Xylariaceae)，其主要特征是能产生强烈的挥发性
小分子物质，对多种病原菌具有杀伤性。鉴于其独
特的生物学特性，本文将研究产气霉纯培养物对 3
种引起水果腐烂变质病原真菌的拮抗活性以及发酵
菌剂对水果防腐的功效; 同时采用固相微萃取和气
质联用分析技术对不同菌株的气体成分进行定性定
量分析; 对产气霉真菌开发成新型生物熏蒸制剂的
可行性及存在的问题进行讨论。
1 材料与方法
1. 1 内生真菌和病原真菌菌株
产气霉菌株保存在中国普通微生物保藏中心
(中国科学院微生物研究所)和本实验室: Muscodor
fengyangensis M153 (菌株编号: CGMCC 5559)、M．
fengyangensis M112-2(菌株编号: CGMCC 5560 )和
Muscodor sp． M25(菌株编号: CGMCC 5571)。供试
水果腐烂病原真菌: 草莓灰霉菌(Botrytis cinerea)、
苹果轮纹病菌(Physalospora pyricola)和油桃褐腐病
菌(Monilinia fructicola)均购自中国农业微生物菌种
保藏管理中心。
1. 2 产气霉挥发性气体的抑菌活性评价
将产气霉菌株接种在 PDA(马铃薯固体培养
基)平板，25 ℃培养 7 ～ 14 天，用直径 0. 5 cm 的打
孔器取 1 块菌饼接种在含有 PDA 的分隔塑料培养
皿( two-section Petri dish)中的一侧(直径 9 cm，2 个
分隔室没有物质交换和流动，但上面有一层间隙能
让气体流通)。在 25 ℃培养 5 天后，分别接种上述
供试病原真菌(0. 5 cm 菌饼)于分隔培养皿的另一
侧，用双层 Parafilm 封口膜封住平皿，在 25 ℃培养 1
周后，观察病原真菌的生长情况并测量菌落直径，重
复 3 次。病原真菌的生长状况用菌落扩展直径表
示。测量完毕后，再将病原真菌转接至新鲜 PDA 平
板上培养数天，观察其存活能力。对照组只将病原
真菌接种在分隔培养皿的一侧，另一侧没有产气霉
菌株。
1. 3 产气霉固体发酵菌剂对采收后水果的防腐
功效
1. 3. 1 产气霉发酵菌剂制备 将 3 块直径 0. 5 cm
的产气霉菌饼接入 150 mL 的 PDB 马铃薯液体培养
基中。在 25 ℃，180 r·min － 1条件下振荡培养 7 天
(M25 菌株生长速度较快，培养 96 h 后即可收获菌
丝)。移取 20 mL 发酵菌丝体接种至固体大麦粒培
养基(500 mL 三角瓶放入 200 g 大麦粒和 200 mL 蒸
馏水，121 ℃高压灭菌 25 min)，25 ℃黑暗培养 14 天
(可适当补加无菌水)，将长满菌丝的大麦粒取出后
置于超净台过夜风干，用锡箔纸包裹好后放入 4 ℃
冷藏箱保存备用。
1. 3. 2 发酵菌剂对水果腐烂真菌的防治功效 选
取采收后无伤口和病虫害的水果，用无菌水清洗干
净后置于保鲜盒中(可密封)，用手术刀轻轻划一伤
口，在伤口上接入上述病原菌，同时在保鲜盒底部放
2 层湿滤纸片用于保湿。将预先制备的大麦粒活性
菌剂(每 50 g)用铝箔纸包裹后放置于保存盒内，用
于抑制病原菌的生长，加盖密封，放入 25 ℃的人工
气候箱，12 h 光照 /12 h 黑暗培养。每处理 3 重复，
以不加菌剂为空白对照，3 ～ 5 天后取出水果，调查
发病情况、拍照记录并计算抑制率。抑制率(% ) =
100% × (对照组发病数 － 处理组发病数) /对照组
发病数。
1. 4 固相微萃取(SPME)与气质联用(GC-MS)分
析产气霉的抑菌气体成分
用 SPME 注射器(美国 Supelco 公司)萃取产气
霉菌丝产生的挥发性气体物质，采用 SPME 涂层萃
取 头 StableFlex ( 50 /30 μm DVB /CAR /PDMS
Divinylbenzene /Carboxen /Polydimethylsiloxane )。 在
萃取挥发性气体前，将 StableFlex 萃取头在 GC 色谱
仪中 240 ℃ 维持 20 min (以氦气为流动相 )。用
SPME 注射器穿过无菌塑料培养皿盖子上的小孔，
迅速把萃取头置入菌丝生长的空间范围内，维持
45 min。然后将 SPME 注射器插入 GC 色谱仪的进
样口，吸附萃取头上的气体样品 30 s。随后取出 GC
色谱仪的进样口中的萃取头和 SPME 注射器。气相
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第 6 期 袁志林等: 3 株产气内生真菌的水果防腐活性及其气体成分分析
色谱质谱仪型号: Agilent 6890N-5975B。数据分析
与处 理 采 用 质 谱 化 学 工 作 站 软 件 分 析 ( MSD
ChemStation G1701DA，安捷伦公司 )。用 HP-5MS
型毛细管柱 (涂层: 5% Phenyl Methyl Siloxane，
30. 0 m × 0. 25 mm，涂层厚度: 0. 25 μm)来分离挥
发性气体，氮气为载气。毛细管柱升温程序如下:
30 ℃ 维持 2 min，再以 5 ℃ / min 的速率升温至
220 ℃ ; post run 270 ℃ 维持 1 min。质谱扫描速率
为: 3. 35 scans·s － 1; 质谱范围: 20 ～ 450 amu(原子
质量单位，atomic mass unit)。通过比较质谱仪中的
NIST05 数据库来鉴定挥发性物质。在对照组中(只
含 PDA 的平皿)检测到的峰形，将在处理组中获得
的峰图中进行扣除。
2 结果与分析
2. 1 产气霉菌株对水果腐烂病原真菌的抑制作用
采用分隔培养皿研究 3 株产气霉菌株对水果腐
烂病原真菌生长的影响。为了保证产气菌可在培养
皿空间中形成一定浓度的挥发性气体，将产气菌单
独培养 5 天后接种靶标菌。结果表明: 经过 7 天的
共培养，产气霉对病原菌具有明显的抑制作用，不同
菌株产生的挥发性气体对 3 种病原菌生长的抑制率
均达到 100% (图 1 和表 1)。随后，将熏蒸过的病原
菌菌块转接至新鲜 PDA 培养基，观察其存活情况。
从表 1 可知: 经产气霉 M25 菌株处理后，3 种病原
菌均能重新恢复生长，但 M112-2 和 M153 菌株对病
原菌具有很强的毒杀作用，经气体熏蒸后病原菌不
能在新鲜 PDA 培养基上生长，表明 M112-2 和 M153
对 3 种病原菌具有致死效应。以上结果证明 3 株产
气霉菌株对病原菌具有明显的抑制作用，在试验条
件下，M112-2 和 M153 菌株产生的挥发性气体的活
性高于 M25。
2. 2 固体发酵菌剂对水果保鲜防腐的功效
在本试验中，笔者利用液 － 固两相发酵法制备
了产气霉菌株固体发酵菌剂。在对照组中，接种病
原菌后 3 ～ 7 天，在水果伤口处可形成明显的病斑和
腐烂症状 (图 2)。发酵菌剂对水果腐烂病原菌的
抑制率在78% ～ 97% (表1)。在M112-2和M153菌株
图 1 在共培养条件下 3 株产气霉菌株对水果腐烂病原真菌生长的影响
Fig． 1 Effects of three isolates of Muscodor species on the growth of fruit diseases under the co-culture system
A: 苹果轮纹病菌 Physalospora pyricola; B: 草莓灰霉菌 Botrytis cinerea; C: 油桃褐腐病菌 Monilinia fructicola
图 2 产气霉固体发酵菌剂(M112-2)对草莓(A)、油桃(B)和苹果(C)霉变腐烂的防治作用
Fig. 2 Biocontrol of postharvest decay of strawberry (A)，peach (B)，and apple (C) by
using solid-state fermented M． fengyangensis agent (M112-2)
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林 业 科 学 49 卷
发酵菌剂处理组中，无病症或明显扩散趋势，挥发性
气体对病原菌的生长具有抑制作用; 而 M25 发酵菌
剂的防治功效稍弱，这与 M25 菌株本身抑菌活性较
差有关。
2. 3 产气霉菌株的挥发性气体成分检测
为研究产气霉菌株发挥生物学功能的物质基
础，采用固相微萃取技术收集挥发性气体，进而利用
气质联用对气体成分进行检测。经 NIST05 质谱库
检索，结合保留时间及相关文献鉴定色谱峰 ( Ezra
et al．，2004)。由表 2 和图 3 可知: 3 株产气霉菌株
产生气体的化学成分有明显差异，其中 M112-2 和
M153 能产生 30 多种小分子化合物，而 M25 菌株的
气体成分最为简单(只检测到 4 种物质)。2 － 甲基
丙酸( propanoic acid，2-methyl-)和 2 － 甲基 － 丙酸
甲酯( propanoic acid，2-methyl-，methyl ester)是共
有、含量较高的小分子物质; M112-2 和 M25 菌株能
产生较高含量的 β － 水芹烯(β-phellandrene)，而在
M153 菌株中未检测到。此外，M112-2 和 M153 菌
株在保留时间 20 ～ 35 min 范围内成分区别较大，
M112-2 的色谱峰度通常较高。
图 3 3 株产气霉菌株挥发性气体物质气相色谱 －质谱总离子流量
Fig． 3 GC /MS total ion current chromatogram of the volatiles from three Muscodor isolates
3 讨论与结论
林木内生真菌是一类未被充分发掘的菌物资
源，是全球真菌生物多样性的重要组成部分。产气
内生菌( volatile-producing endophytes，VPEs)是一类
特殊的真菌类群，其主要特征是产生挥发性的小分
子香味物质。某些 VPEs 种类产生的挥发性抑菌物
质对很多病原菌的生长具有广谱抗性。近来有很多
关于 VPEs 的研究报道(Yuan et al．，2012)。例如从
一种樟科植物(Persea indica)中分离到一株产气内
生炭团菌(Hypoxylon sp． ) ( Tomsheck et al．，2010);
从热带铁苋菜(Acalypha indica)分离到产气漆斑菌
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第 6 期 袁志林等: 3 株产气内生真菌的水果防腐活性及其气体成分分析
表 1 产气霉菌株(固体发酵菌剂)对 3 种水果腐烂病原真菌的抑制和致死作用及防腐保鲜功效①
Tab. 1 The antagonistic and post-harvest fruit diseases control activity of three
Muscodor isolates to three plant pathogenic fungi
供试病原真菌
Test fungal pathogens
病原真菌与产气菌共培养
7 天时的菌落扩展直径
Colony diameter of pathogens after 7
days co-culture with Muscodor spp．
病原真菌与产气菌共培养
7 天后的活力
Viability of pathogens after 7
days co-culture with Muscodor spp．
固体发酵菌剂对水果
腐烂病原菌的抑制率
Inhibition rate of fruit rot using Muscodor
agents by solid-state fermentation(% )
M25 M112-2 M153 M25 M112-2 M153 M25 M112-2 M153
草莓灰葡萄孢霉
Botrytis cinerea
0 0 0 + － － 78. 4 ± 1. 6 94. 0 ± 2. 4 95. 1 ± 1. 8
苹果轮纹病菌
Physalospora pyricola
0 0 0 + － － 80. 2 ± 2. 2 95. 4 ± 1. 8 94. 8 ± 1. 6
油桃褐腐病菌
Monilinia fructicola
0 0 0 + － － 85. 4 ± 1. 2 97. 4 ± 2. 2 92. 6 ± 4. 3
①“ +”表示病菌真菌存活，可以继续生长; “ －”表示病原真菌衰亡或生长被完全抑制。“ +”indicated that fungal pathogens can survive and
continue to grow; “ －”indicated that fungal pathogens died or maybe completely inhibited．
表 2 利用 SPME /GC /M 技术检测、比较 3 株产气霉菌株的挥发性物质成分
Tab. 2 Detection and comparison of the volatile compounds produced by
three Muscodor isolates through SPME /GC /MS technique
保留时间
Retention
time /min
可能的化合物名称
Possible compounds
分子量
Mr
相对含量
Relative content (% )
M25 M112-2 M153
3. 14 甲基 － 2 －甲基丙酸酯 Propanoic acid，2-methyl-，methyl ester 102 7. 11 5. 23 7. 61
4. 50 3 －甲基 － 1 －丁醇 1-butanol，3-methyl- 88 － － 0. 96
5. 20 2 －甲基 －丙酸乙酯 Propanoic acid，2-methyl-，ethyl ester 116 － － 0. 74
5. 64 乙酸异丁酯 Acetic acid，2-methylpropyl ester 116 － － 5. 53
7. 60 二甲酯丙酸 Propanoic acid，2-methyl- 88 67. 20 42. 70 52. 80
9. 11 2 －甲基丁基乙酸酯 1-butanol，2-methyl-，acetate 130 1. 37 0. 95 2. 49
13. 72 异丁酸 2 －甲基丁酯 Propanoic acid，2-methyl-，2-methylbutyl ester 158 － － 0. 58
13. 81 异丁酸异戊酯 Propanoic acid，2-methyl-，3-methylbutyl ester 158 － － 0. 38
14. 14 β －水芹烯 ． Beta． -phellandrene 136 6. 2 3. 55 －
22. 38
1 －乙烯基 － 1 － 甲基 － 2. 4 － 二 (1 － 甲基乙烯基) － 环己烷 Cyclohexane，1-
ethenyl-1-methyl-2-(1-methylethenyl)-4-(1-methylethylidene)-
204 － 0. 48 0. 04
22. 78 恰米烯 Spiro［5. 5］undec-2-ene，3，7，7-trimethyl-11-methylene-，(-)- 204 － 2. 08 0. 26
22. 88
2 －异丙烯基 － 4a，8 －二甲基 － 1，2，3，4，4a，5，6，7 －八氢萘 2-Isopropenyl-4a，8-
dimethyl-1，2，3，4，4a，5，6，7-octahydronaphthalene
204 － 2. 22 0. 27
22. 97 柏木烯 1R，4R，7R，11R-1，3，4，7-tetramethyltricyclo［5. 3. 1. 0(4，11)］undec-2-ene 204 － 0. 26 －
23. 17 β
－ 橄榄烯 1H-cyclopropa［a］naphthalene，1a，2，3，3a，4，5，6，7b-octahydro-1，1，
3a，7-tetramethyl-，［1aR-(1a． alpha．，3a． alpha．，7b． alpha．)］-
204 － 1. 40 －
23. 36 香附烯
3H － 3a，7-Methanoazulene，2，4，5，6，7，8-hexahydro-1，4，9，9-tetramethyl-，
［3aR-(3a． alpha．，4． beta．，7． alpha．)］-
204 － 0. 46 －
23. 47
syn －三环 －辛基 － 5 烯 － 6 甲基 syn-tricyclo［5. 1. 0. 0(2，4)］oct-5-ene，3，3，5，
6，8，8-hexamethyl-
190 － 0. 60 －
23. 66 外
－ 7 － (反式 － 1 － 丙烯基) － 二环［4. 2. 0］辛 － 1 ( 2 ) － 烯 Exo-7-( trans-1-
Propenyl) bicyclo［4. 2. 0］oct-1(2)-ene
148 － 4. 69 0. 89
23. 72 罗汉柏烯 Thujopsene-( I2) 204 － 2. 49 0. 45
24. 04 1，6 －二烯基 － 3 －羟基蛇麻烷 Humulane-1，6-dien-3-ol 222 － 0. 35 0. 09
24. 16
2 －亚甲基 － 4，8. 8 －三甲基 － 4 －乙烯基 －双环［5，2，0］壬烷 Bicyclo［5. 2. 0］
nonane，2-methylene-4，8，8-trimethyl-4-vinyl-
204 － 2. 48 0. 50
24. 25
环丙孕酮 － 十氢化 － 1，1，3a － 三甲基 － 7 － 亚甲基萘 1H-Cyclopropa［a］
naphthalene，decahydro-1，1，3a-trimethyl-7-methylene-，［1aS-( 1a． alpha．，3a．
alpha．，7a． beta．，7b． alpha．)］-
204 － 0. 59 0. 14
24. 32
1 － ( 3 － 甲 基 丁 基) － 2，3，5，6 － 四 甲 基 苯 1-( 3-Methylbutyl )-2，3，5，
6-tetramethylbenzene
204 － 2. 74 0. 31
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林 业 科 学 49 卷
续表 2 Continued
保留时间
Retention
time /min
可能的化合物名称
Possible compounds
分子量
Mr
相对含量
Relative content (% )
M25 M112-2 M153
24. 74
1 －乙烯基 － 1 － 甲基 － 2，4 － 二 (丙 － 1 － 烯 － 2 － 基)环己烷 Cyclohexane，1-
ethenyl-1-methyl-2，4-bis(1-methylethenyl)-，［1S-(1． alpha．，2． beta．，4． beta．)］-
204 － 0. 47 0. 75
25. 46 石竹烯 Caryophyllene 204 － 1. 39 0. 35
25. 84
2，6 －二甲基 － 6 － (4 －甲基 － 3 －戊烯) －二环 Bicyclo［3. 1. 1］hept-2-ene，2，6-
dimethyl-6-(4-methyl-3-pentenyl)-
204 － 0. 79 0. 32
25. 92
八氢化 － 1，4 －二甲基 － 7 － (1 －甲基乙烯基)甘菊环 Azulene，1，2，3，4，5，6，7，
8-octahydro-1，4-dimethyl-7-( 1-methylethenyl )-，［1S-( 1． alpha．，4． alpha．，7．
alpha．)］-
204 － 0. 97 1. 09
26. 31 α －石竹烯 ． alpha． -Caryophyllene 204 － 0. 49 0. 26
26. 81
4 － 甲基 － 1 － ( 1 － 甲基乙基) － 3 － 环已烯 Cyclohexanol，4-methyl-1-( 1-
methylethyl)-
156 － 1. 30 －
26. 84 β －人参烯 ． Beta． -panasinsene 204 － － 0. 28
26. 98
4a －甲基 － 1 －亚甲基 － 7 － (1 －甲基乙烯基) －十氢萘 Naphthalene，decahydro-
4a-methyl-1-methylene-7-(1-methylethenyl )-，［4aR-( 4a． alpha．，7． alpha．，8a．
beta．)］-
204 － 0. 55 0. 72
27. 20
1 －异丙烯基 － 4a，8 － 二甲基 － 1，2，3，4a，5，6，8a － 八氢萘 2-Isopropenyl-4a，8-
dimethyl-1，2，3，4，4a，5，6，8a-octahydronaphthalene
204 － － 0. 16
27. 44
7 －甲基 － 4 －甲烯基 － 1 －异丙基 － 1，2，3，4，4a，5，6，8a － 八氢萘 Naphthalene，
1，2，3，4，4a，5，6，8a-octahydro-7-methyl-4-methylene-1-( 1-methylethyl )-，( 1．
alpha．，4a． alpha．，8a． alpha． )-
204 － － 0. 22
27. 67 β －律草烯 beta． -Humulene 204 － 1. 08 0. 28
27. 89
7a － 甲 基 － 3 － 亚 甲 基 － 六 氢 苯 并 呋 喃 － 2 － 酮 7a-Methyl-3-
methylenehexahydrobenzofuran-2-one
204 － 0. 20 －
29. 47 麸胺 2-Furanmethanamine 97 － 0. 80 －
31. 07
1，8a －二甲基 － 7 － (1 － 甲基乙烯基) － 八氢萘 Naphthalene，1，2，3，5，6，7，8，
8a-octahydro-1，8a-dimethyl-7-(1-methylethenyl)-，［1R-( 1． alpha．，7． beta．，8a．
alpha．)］-
204 0. 16 0. 79 2. 11
32. 66
6 －异丙烯基 － 4，8a － 二甲基 － 4a，5，6，7，8，8a － 六氢化 － 1H － 萘 － 2 － 酮 6-
Isopropenyl-4，8a-dimethyl-4a，5，6，7，8，8a-hexahydro-1H-naphthalen-2-one
218 － 0. 53 －
(Myrothecium inunduatum) ( Banerjee et al．，2010 );
在榄仁树(Terminalia catappa)也分离到一种产气粉
孢菌(Oidium sp． ) ( Strobel et al．，2008)，这些真菌
产生的挥发性气体均能有效抑制或杀死多种病原微
生物。从林木中筛选 VPEs 为开发新型真菌源熏蒸
剂提供了一条新途径。
蒙大拿州立大学 Strobel 教授研究小组在热带
雨林植物中发现的白色产气霉 (Muscodor albus)
(Worapong et al．，2001)是研究较为透彻的 VPEs。
至今 已 有 8 个 产 气 霉 属 物 种 被 记 录 和 定 名
(Kudalkar et al．，2012; Yuan et al．，2012)。产气霉
最明显的生物学特性就是能产生强烈的挥发性物
质，对多种病原体(如真菌、细菌和线虫等)具有明
显的抑制甚至是致死作用; 尚未发现其有性和无性
繁殖结构。美国生物农药公司 AgraQuest 已将 M．
albus CZ-620 开发成商业化菌剂，应用于收获后果
实、种子和作物土传病虫害防治 ( Mercier et al．，
2010)。
本课题组在百山祖冷杉内生真菌资源勘探过程
中意外地分离到 6 株内生产气霉。基于核糖体转录
间隔区 ITS 序列的产气霉系统发育分析 ( Yuan et
al．，2012)表明: 其中 5 株可鉴定为凤阳山产气霉
(Muscodor fengyangensis)，但在基因序列和表型等方
面与已报道的凤阳山产气霉菌株仍有一定的差异
(Zhang et al．，2010); 另外 1 株(M25)尚不能鉴定
到种(疑似新种)。由试验结果分析，PDA 平板上共
培养的 3 个产气菌菌株产生的挥发性物质均能完全
抑制 3 种可引起水果腐烂病的病原真菌的生长，其
中 M112-2 和 M153 菌株对病原菌有致死作用，而
M25 菌株只有抑制作用。水果防腐试验也证明
M112-2 和 M153 菌剂的防治效果优于 M25 菌剂。
推测这种活性差异与其挥发性成分组成之间有一定
联系。二甲酯丙酸、甲基 － 2 －甲基丙酸酯这 2 种成
分可能是产气霉抑菌活性最重要的物质基础，其他
小分子物质对提高挥发性物质对靶标菌的抑菌和致
死活性具有协同增效作用。由于大多数小分子物质
88
第 6 期 袁志林等: 3 株产气内生真菌的水果防腐活性及其气体成分分析
人工合成有难度，故目前尚不能确定哪几类化合物
起关键作用。目前仅 3 －甲基 － 1 － 丁醇乙酸酯(1-
butanol，3 methyl-，acetate)被报道具有较强的生物
活性，多数单个小分子物质无明显抑菌活性( Strobel
et al．，2001)。此外，尽管 M112-2 和 M153 在成分和
含量方面也有差异，但它们的活性相当，说明菌株特
异性气体物质对维持其拮抗性能是不可或缺的。
产气霉商品 CZ-620 气体成分与本研究中的 3
个菌株存在明显的差异，CZ-620 不产生二甲酯丙
酸，但含有较多的 2 － 甲基丁醇乙酸酯 (1-butanol，
2-methyl-，acetate)、2 － 乙酸苯乙酯 ( acetic acid，2-
phenylethyl ester )、壬 酮 ( Nonanone ) 和 乙 醇
(Ethanol)等，这些成分在上述菌株中含量极少或检
测不到(Ezra et al．，2004)。由此可知产气霉真菌释
放的小分子挥发性物质的化学结构极其丰富多样，
多种关键性分子决定其生物活性的强弱。
水果防腐保鲜剂主要是利用化学合成药物或天
然抗菌剂(以植物、动物和微生物天然产物为主要
原料)防止霉菌和其污染菌滋生繁殖 (聂继云等
2007; 袁兵兵等 2011)。以微生物为活体的保鲜剂
产品也显示出良好的应用前景，如利用膜醭毕赤酵
母 ( Pichia membranaefaciens )、罗 伦 隐 球 酵 母
(Cryptococcus laurentii)、季也蒙假丝酵母 ( Candida
guilliermondii)和红酵母 ( Rhodotorula glutinis)等拮
抗菌可以有效防止水果腐烂变质 ( Zhang et al．，
2005; Xu et al．，2008; Zong et al．，2010)。但以活菌
产挥发性抑菌物质的保鲜产品还鲜见报道。从应用
开发角度看，活体产气霉菌剂具备以下优势和潜力:
首先，活体菌剂制备工艺相对简单，包装后直接使
用，不涉及化合物提取纯化等生化加工过程，因此成
本较廉价; 其次，产气霉挥发性物质具有广谱抗性
和较强渗透性特点，防腐效果明显，可广泛应用于各
种瓜果蔬菜; 最后，活体菌剂与水果无直接接触，没
有任何化学物质残留物，因此使用方法简单、可行。
本研究仅对产气霉菌株在水果防腐中的功效进
行初步研究，要实现商业化生产需进一步开展大量
研究工作。如菌剂生产工艺的优化、廉价培养基的
筛选、不同剂量和温度对防治功效的影响等。从微
生物制剂安全性角度考虑，产气霉挥发性气体对人
体是否具有毒性以及对水果蔬菜的品质是否有影响
也需要经过严格的论证。
参 考 文 献
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(责任编辑 王艳娜)
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