Science China Life Sciences | 基因组所刘永鑫团队揭示荔枝采后微生物群落时间序列动态及其生防潜力

2026年6月25日，中国农科院基因组所（大鹏湾实验室）刘永鑫团队在《中国科学：生命科学（Science China Life Sciences）》发表了题为“Time-series dynamics and biocontrol potential of postharvest bacteria in litchi microbiota”的研究论文，揭示了采后荔枝果皮微生物菌群落的动态演替规律，并建立了基于微生物标志物的货架期预测模型。同时，从果皮中成功分离到一株高效生防菌株葡糖杆菌属（Gluconobacter sp. Lc45），其对荔枝霜疫霉和炭疽病的抑制率超过63%，为开发绿色、安全的采后保鲜技术提供了全新策略。

荔枝（Litchi）是深受消费者喜爱的亚热带水果，但采后极易褐变腐烂，常温下只能存放数天。传统化学保鲜剂虽有成效，但存在食品安全隐患。刘永鑫团队另辟蹊径，从微生物组角度出发，连续9天追踪了耐贮品种怀枝（Hz）和易腐品种糯米糍（Nmc）果皮上的微生物群落变化。根据时间序列结果发现，多个细菌属，如醋酸杆菌属（Acetobacter）、甲基杆菌属（Methylobacterium）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）和葡糖杆菌属（Gluconobacter）等的相对丰度随贮藏时间呈现出高度规律的动态变化（图1）。此外，基于这些生物标志物构建的随机森林模型能够准确预测剩余贮藏天数，相当于为荔枝安装了一个“新鲜度预测时钟”。

图1 | 荔枝储存过程中的微生物分类生物标志物

进一步通过培养组学技术，团队从怀枝果皮中共分离获得80株可培养细菌。其中一株命名为Gluconobacter sp. Lc45的菌株表现尤为突出：在体外平板拮抗实验中，它对荔枝采后两大主要病原菌——荔枝霜疫霉（Peronophythora litchii）和胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）的抑制率分别超过63%；在活体荔枝果实上，同时接种病原菌和Lc45菌悬液后，48小时即出现明显抑制效果，72小时时病斑直径显著小于对照组（图2）。推测Lc45可能通过快速消耗果实表面糖分（营养竞争）以及分泌有机酸、挥发性有机物等抗菌代谢产物发挥作用。该菌株为开发安全、高效的生物杀菌剂提供了理想的候选者。

图2 | 荔枝果皮中分离出的微生物菌株对荔枝病原体具有拮抗活性

此外，研究还发现，贮藏时间（而非品种或杀菌剂处理）是驱动果皮微生物群落演替的主导因素。随着腐败进程推进，群落从以有益细菌（如甲基杆菌属、鞘氨醇单胞菌属）为主逐渐转变为以分解者类群（如醋酸杆菌属、葡糖杆菌属）为主。这一生态学视角解释了为什么某些细菌与新鲜度的相关性会从正相关变为负相关，加深了人们对采后品质劣变微生物机制的理解。

基因组所刘永鑫研究员和姚小芳博士后为共同通讯作者。已出站博士后侯辉宇（现为广州科技职业技术大学健康学院副教授）为论文第一作者，香港理工大学博士生吕虎杰、基因组所硕士生杨海飞等参与了此项工作。

该研究得到了国家自然科学基金（32470055）和作物生物安全科学基础研究中心（CAAS-BRC-CB-2025-01）的资助。相关技术已申请国家发明专利（No. 202610311174.2）。

原文链接：https://doi.org/10.1007/s11427-025-3302-x