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蔬菜采后损失是一个全球性问题,其中微生物侵染引起的损失最为普遍和严重。植物源防腐保鲜剂已引起世界范围内的极大关注,但存在成本高、使用效率低及作用靶向不明确等问题,因此十分有必要深入开发研究。而精油作为主要植物源防腐保鲜剂,由于香气阈值低和微生物产生的耐药性也限制了其在蔬菜防腐中的应用。群体感应抑制(QSI)效应可通过抑制腐败特征产生的信号传导系统、在远低于最低抑菌浓度(MIC)、不杀死微生物的情况下达到控制微生物腐败进程的目的。本文针对蔬菜主要腐败微生物—欧文氏菌和荧光假单胞菌,筛选具有QSI效应的精油成分;系统研究精油成分对QSI相关表型,包括:腐败菌运动性、生物被膜形成、胞外多糖产生、群体感应信号分子产生,为蔬菜采后防腐提供基础数据。论文的主要研究内容包括4个部分:1.精油成分QSI活性的筛选选取10种精油成分,研究其对QSI指示菌紫色杆菌CV026紫色杆菌素产生的抑制活性,结果显示在0.1 mg/mL浓度下(低于10种精油成分各自MIC的亚抑菌浓度),10种精油成分均具有良好的QSI活性(P<0.05)。进一步针对蔬菜腐败菌—欧文氏菌和荧光假单胞菌,研究了10种精油成分对细菌运动性(游泳、群集和蹭行运动)、胞外多糖产生和生物被膜形成的抑制作用,结果表明10种精油成分均能抑制细菌运动性和胞外多糖的产生,进而抑制生物被膜的形成(P<0.05);其中百里酚对欧文氏菌生物被膜的抑制效果最佳,抑制率可达47.24%;水杨酸对荧光假单胞菌生物被膜的抑制效果最好,抑制率为37.61%。本文首次报道了己醛的QSI活性,不同亚抑菌浓度己醛(1/10MIC、1/5 MIC、1/2 MIC)均能显著抑制紫色杆菌CV026中紫色杆菌素的产生,且呈正相关(r=0.9674);己醛对欧文氏菌和荧光假单胞菌生物被膜抑制率分别为25.86%和20.18%;扫描电镜(SEM)和倒置荧光显微镜(IFM)可更直观观察到己醛有效降低了生物被膜的形成(P<0.05)。2.己醛对欧文氏菌和荧光假单胞菌的QSI效果及剂量效应不同亚抑菌浓度下,己醛虽然不影响细菌的生长,但能显著抑制欧文氏菌和荧光假单胞菌的运动性、胞外多糖产生和生物被膜形成(P<0.05)。在生物被膜形成的关键阶段(1-3 d),游泳、群集、蹭行运动、胞外多糖和生物被膜的抑制率-培养时间和抑制率-己醛浓度之间均存在良好的剂量依赖关系(r=0.8167～0.9998,r=-0.8168～-0.9998);用激光共聚焦显微镜(CLSM)和SEM观察发现生物被膜的生物量、平均厚度、最大厚度均减小(P<0.05),且分别与培养时间和己醛浓度有良好线性关系(r=0.8124～0.9998,r=-0.8677～-0.9940)。随着己醛浓度的增加,跟腐败特征相关的胞外酶活性显著降低,包括果胶裂解酶、纤维素酶、木聚糖酶、多聚半乳糖醛酸酶和蛋白酶(P<0.05);己醛可显著抑制大白菜软腐病和莴苣叶缘焦枯病(P<0.05),大白菜组织腐烂率与己醛浓度具有良好的负相关性(r=-0.9927),且没有任何植物毒性。1/2 MIC己醛对这两种腐败菌生物被膜形成和胞外酶活性具有最佳抑制作用。3.己醛对欧文氏菌和荧光假单胞菌QS信号分子AI-2的抑制作用及剂量效应使用报告菌株哈维氏弧菌BB170半定量检测信号分子AI-2,结果显示两种菌均能产生AI-2信号分子,且欧文氏菌产生的AI-2含量远高于荧光假单胞菌;用超高效液相色谱串联四极杆质谱连用仪(UPLC-MS/MS)可定量信号分子AI-2前体DPD,不同亚抑菌浓度己醛均能显著抑制欧文氏菌和荧光假单胞菌DPD的产生(P<0.05),尤其对荧光假单胞菌DPD的抑制率接近100%。在1/2 MIC己醛抑制作用下,外源添加不同浓度DPD,培养24 h后发现可显著恢复欧文氏菌和荧光假单胞菌生物被膜形成量(P<0.05),且外源添加DPD浓度与生物被膜形成恢复量之间呈正相关(r值分别为0.9934和0.9942);确认了己醛的QSI效应可抑制DPD的产生,从而达到抑制生物被膜形成的效果。然而,外源添加DPD对胞外酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶)活性恢复无显著影响(P<0.05),说明己醛对胞外酶活性的QSI作用,在稳定生长期可能与DPD或AI-2信号分子无关。4.己醛对欧文氏菌和荧光假单胞菌QS信号分子AHLs的抑制作用及剂量效应在0-24 h内,己醛能显著抑制欧文氏菌和荧光假单胞菌β-半乳糖苷酶活性(其活性反映AHLs的产生),并且呈浓度依赖性(r值分别为-0.9656～-0.9968,-0.9147～-0.9984);通过UPLC-MS/MS分析信号分子AHLs,鉴定出欧文氏菌的主要AHL信号分子为3-oxo-C6-HSL,荧光假单胞菌为C8-HSL;不同亚抑菌浓度己醛均能显著抑制3-oxo-C6-HSL和C8-HSL的产生(P<0.05),且呈现良好剂量效应关系,r值分别为0.9545和0.9914;另外,1/2 MIC己醛对欧文氏菌和荧光假单胞菌的AHLs具有较高的抑制率,分别为76.27%和60.78%。在1/2 MIC己醛抑制作用下,外源添加不同浓度AHLs(3-oxo-C6-HSL、C8-HSL)培养24 h后,发现外源添加3-oxo-C6-HSL浓度与欧文氏菌生物被膜形成量之间呈正相关(r值为0.8866),外源添加C8-HSL浓度与荧光假单胞菌生物被膜形成量之间呈正相关(r值为0.9876);且随着外源添加3-oxo-C6-HSL浓度的增加,欧文氏菌的5种胞外酶(果胶酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、木聚糖酶和蛋白酶)的活性均逐渐恢复,并呈现正相关(r为0.9398～0.9945),外源添加C8-HSL到荧光假单胞菌,其蛋白酶活性显著恢复且成正相关(r=0.9738)。因此,说明己醛可能通过抑制3-oxo-C6-HSL和C8-HSL的产生而达到抑制生物被膜形成的效果;区别于AI-2信号分子,己醛对胞外酶活性的抑制跟AHLs信号分子(3-oxo-C6-HSL和C8-HSL)有关。己醛可能通过抑制欧文氏菌和荧光假单胞菌中ecbI和pcoI相对表达量从而抑制AHLs产生。通过进一步系统分析己醛对这两种腐败菌的QS相关指标的影响,发现均具有较好的相关性,说明己醛的QSI作用都是相互影响的,且都与QS系统中信号分子的产生受到抑制相关。因此,本研究基于QSI作用的防腐效果,可为提高蔬菜采后防腐保鲜提供基础数据支撑。