麝香草酚抑制灰霉菌的作用机理:PAO-H2O2系统

作     者：杨康 陈健 辛爱景 蔡金霞 石志琦 杨立飞 YANG Kang;CHEN Jian;XIN Ai-jing;CAI Jin-xia;SHI Zhi-qi;YANG Li-fei

作者机构：南京农业大学园艺学院南京210095 江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所南京210014 

出 版 物：《应用生态学报》 (Chinese Journal of Applied Ecology)

年 卷 期：2020年第31卷第7期

页      面：2441-2448页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31771705) 国家重点研发计划项目(2017YFD0201105) 苏北科技专项(BN2015063)资助。 

主　　题：麝香草酚 灰霉菌 多胺氧化酶 过氧化氢 活性氧 抑菌机理 

摘      要：由灰霉菌侵染导致的农作物灰霉病是农业重大病害之一,采用环境友好型杀菌剂防治灰霉病受到越来越多的关注。天然化合物麝香草酚对灰霉菌具有较强的抑菌活性,本文采用生理生化方法探讨了麝香草酚通过调控灰霉菌多胺氧化酶(PAO)产生过氧化氢(H2O2)的抑菌机理。结果表明:1)麝香草酚抑制灰霉菌生长,并伴随着菌丝体中H2O2和丙二醛(MDA)的积累及PAO活性的升高。2)在麝香草酚处理的菌丝中加入特异性抑制剂MDL(N,N’-丁烷二烯基丁二胺)抑制PAO活性,导致H2O2和MDA显著下降,菌丝生长得到部分恢复。表明麝香草酚可能触发灰霉菌中依赖于PAO的H2O2累积,进而产生氧化损伤效应,导致部分菌丝生长受阻。3)从灰霉菌中克隆了一个编码PAO的基因BcPAO,序列比对和进化分析显示,BcPAO蛋白具有典型的PAO家族保守结构域特征。4)低浓度麝香草酚处理对BcPAO转录水平无显著影响,而高浓度麝香草酚处理则显著上调BcPAO的转录水平,说明麝香草酚对灰霉菌PAO活性的刺激作用可能源于对BcPAO的调控。研究表明,麝香草酚对灰霉菌的抑菌效应之一可能表现为:菌丝PAO活性上升导致H2O2大量产生,引发菌丝氧化损伤,生长受阻。本研究发现的麝香草酚抑菌模式可为环境友好型杀菌剂的应用提供理论依据。