紫苏醛对甘薯采后黑斑病的防治及其病原真菌的作用机制

作     者：张嫚 

作者单位：江苏师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：田俊

授予年度：2018年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：紫苏醛 采后 甘薯长喙壳菌 酶活性 果实品质 细胞凋亡 抗菌活性 线粒体损伤 

摘      要：甘薯长喙壳菌(Ceratocystis fimbriata)所引起的甘薯黑斑病(sweet potato black rot)是甘薯块根储藏中最重要的危害,它不仅造成薯块腐败,并且使薯块中产生大量甘薯酮类毒素,严重危害人和牲畜的健康。虽然黑斑病可以被化学杀菌剂所控制,但是合成的杀菌剂对人体健康具有巨大安全隐患。紫苏醛(Perillaldehyde,PAE)是药食同源植物紫苏挥发油中的主要组成部分,具有安全高效的抑菌活性。甘薯黑斑病菌体外实验和体内实验表明紫苏醛浓度为25μl/l,50μl/l和100μl/l时,***的菌丝生长量和薯块病斑直径显著小于对照组。甚至随着储藏时间的延长,紫苏醛熏蒸可显著地抑制薯块的腐败。紫苏醛熏蒸处理还可以相对提高甘薯中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的酶活。紫苏醛熏蒸处理也可以明显的降低薯块失重率,对其他甘薯品质,如花青素和Vc含量也有一定的影响。本研究表明紫苏醛对于甘薯采后的影响,它能维持和稳定薯块内的酶活与品质。总之,紫苏醛熏蒸可以成为一个控制甘薯黑斑病的有效方法。通过菌丝生长与孢子萌发率等指标的检测,揭示了紫苏醛的高效抗菌活性,并进一步探索了紫苏醛对***细胞壁完整性及细胞膜通透性的影响。为阐明紫苏醛诱导***细胞死亡的可能机制,本课题还检测了细胞内Ca与线粒体内钙离子(Ca),活性氧(ROS)的含量,线粒体膜电位(MMP)情况,细胞色素c(Cyt c)的释放,metacaspase的激活,磷脂酰丝氨酸(PS)的外翻以及DNA的片段化,发现紫苏醛能够显著抑制***菌丝生长与孢子萌发,并且其药效呈现剂量依赖性。紫苏醛处理使得Ca超载和ROS积累,这是诱导甘薯黑斑病菌凋亡的主要因素。在ROS实验中,与对照相比,经过0.0625,0.125,0.25,和0.5μl/ml紫苏醛处理的细胞体内ROS积累分别增加了2.9±0.79%,17.4±0.53%,22.4±0.64%和27.1±0.38%。紫苏醛处理***后,其细胞内与线粒体Ca大量超载,并且ROS急剧积累,MMP去极化,可能是线粒体损伤的主要机制。线粒体中的Cyt c释放到细胞质内,激活了细胞质中metacaspase级联反应,导致了***的凋亡。本研究为开发一种新型绿色的食品防腐剂提供了证据。