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β-氨基丁酸对芒果采后炭疽病的抑制作用及其机理研究

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β-氨基丁酸对芒果采后炭疽病的抑制作用及其机理研究

作者：王晶重庆三峡学院

学位级别：硕士

芒果果实含有多种维生素、膳食纤维、矿物质等多种营养物质,具有很高的营养价值和商业价值。芒果在采后贮运过程中易受病原菌的侵染,导致果实品质劣变、腐烂,成为限制芒果产业发展的重要因素。炭疽病是芒果采后主要真菌性病害之一。目前... 详细信息

芒果果实含有多种维生素、膳食纤维、矿物质等多种营养物质,具有很高的营养价值和商业价值。芒果在采后贮运过程中易受病原菌的侵染,导致果实品质劣变、腐烂,成为限制芒果产业发展的重要因素。炭疽病是芒果采后主要真菌性病害之一。目前,产业上芒果采后防腐保鲜技术还是以热处理和化学杀菌剂为主,但热处理存在抑菌效果有限,化学杀菌剂也受到病原菌耐药性增强、环境污染及对人体健康有危害等因素的限制。因此亟需一种绿色环保、安全有效的抑菌保鲜方法应用于芒果产业。本论文以“贵妃”芒果为实验材料,研究了不同浓度BABA（0-100 mmol/L）对***的抑菌效果和对菌株细胞结构的影响,初步探究了BABA对***的抑菌机理;其次研究了不同浓度BABA对芒果炭疽病的防治效果,并从BABA对芒果果实抗氧化能力、抗病相关酶活性、防御相关蛋白PAL、GLU、CHI、PR1基因相对表达量的影响,揭示了BABA抑制芒果采后炭疽病的调控机制;最后研究了BABA对芒果采后炭疽病发病率及其贮藏品质的影响,为其在芒果产业采后抑菌保鲜的应用提供理论依据。主要研究结果如下:⑴研究了BABA处理对***生长的抑制作用,发现50 mmol/L BABA能有效抑制病原菌的生长。BABA处理破坏了***的细胞膜结构,增加了可溶性糖与可溶性蛋白质的泄露,并引起孢子表面形态及超微结构改变。⑵研究了BABA处理对芒果采后炭疽病的抑制效果,发现50 mmol/L BABA能有效降低芒果果实采后炭疽病发病率,抑制其病斑直径的延展;此外,研究表明BABA通过诱导激活芒果自身防御系统,促进抗氧化次生代谢产物的累积,提高SOD、CAT、POD等抗氧化酶的活性,提高DPPH自由基清除率及总抗氧化能力,同时抑制O·产生速率和HO含量的累积,减少芒果氧化损伤。BABA上调几种防御相关酶基因和抗性蛋白PR1基因相对表达量,诱导苯丙烷代谢途径中PAL活性、病程相关蛋白CHI和GLU活性的提升,有效抑制致病菌侵染,抑制病害的发生。⑶研究了BABA在常温条件下对芒果采后炭疽病的抑制效果及贮藏品质的影响。结果表明,喷洒50 mmol/L的BABA能有效降低果实炭疽病自然发病率;同时还能延缓果实呼吸峰的到来,减少果实水分流失,延缓芒果果皮和果肉转色、果实硬度下降以及糖类转化,减少可滴定酸作为呼吸底物的消耗。综上所述,50 mmol/L BABA处理能在贮藏期延缓芒果果实的成熟衰老,维持芒果贮藏品质,并将贮藏期延长9天。

关键词：芒果胶孢炭疽菌 β-氨基丁酸抑菌机制贮藏保鲜

β-氨基丁酸诱导采后葡萄果实敏化抗性及促进可溶性糖积累

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食品与发酵工业 2023年第12期49卷 23-32页

作者：雷长毅汪开拓黎春红王劲松谭美龄王晶周大祥重庆三峡学院生物与食品工程学院重庆404100

该研究确定了β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对采后葡萄果实抗病性的诱导模式,并从山梨醇代谢和转录调控的角度分析了BABA调控果实可溶性糖积累的机理。葡萄果实经穿刺后,分别在伤口处注入10 mmol/L BABA溶液或1.0×10^(5)个/m... 详细信息

该研究确定了β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对采后葡萄果实抗病性的诱导模式,并从山梨醇代谢和转录调控的角度分析了BABA调控果实可溶性糖积累的机理。葡萄果实经穿刺后,分别在伤口处注入10 mmol/L BABA溶液或1.0×10^(5)个/mL的Botrytis cinerea孢子悬浮液,或先注入BABA溶液再接种病原菌,果实随后于20℃下贮藏5 d,每日取样评估果实病害发生情况并测定果实品质、抗性反应和山梨醇代谢相关分子或生化指标。结果表明,单一BABA处理可在较低水平诱导葡萄果实防卫反应,但经BABA处理的葡萄果实在进行***接种后,其PRs(VvNPR 1、VvPR 1、VvPR 2和VvPR 5)基因表达丰度以及植保素单体含量显著上升,说明10 mmol/L BABA诱导的葡萄果实抗病性反应仅在果实遭受病原菌侵染时才强烈表达,可被归为敏化(priming)抗性模式。同时,BABA处理可诱导葡萄果实贮藏期间山梨醇代谢酶类(S6PDH、NAD^(+)-SDH、NADP^(+)-SDH和SOX)活性的上升,使果实中山梨醇加速转化为葡萄糖和果糖;同时,VvWRKY 40转录因子能结合葡萄果实蔗糖合成相关基因VvSS 1/VvSS2/VvSPS3启动子区域的W-box元件以提高此类基因的转录水平和蔗糖合成量。因此,BABA不仅能激活的葡萄果实priming抗性从而有效抑制果实贮藏期间灰霉病的发生,而且可通过调控山梨醇代谢和提高VvWRKY 40转录活性的方式促进葡萄果实中可溶性糖的积累,说明BABA诱导的果实priming反应具有提升抗病性和维持基础代谢的平衡特征。

关键词： β-氨基丁酸葡萄敏化山梨醇转录调控可溶性糖

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β-氨基丁酸诱导烟草抗碱初步研究

中国烟草学报 2017年第1期23卷 86-94页

作者：尤本武董建江刘紫薇杨波郭家明陈学平中国科学技术大学烟草与健康研究中心安徽省烟草公司安徽中烟工业有限责任公司

为探究外源BABA对提高烟草抵抗碱胁迫能力的机理。以云烟87为材料,从抗氧化系统,离子平衡和基因表达等方面来研究不同浓度BABA对碱胁迫下烟草幼苗的调节作用。结果表明:外源施加0.2mmol/L和0.5mmol/L BABA能促进碱胁迫下烟草幼苗根长和... 详细信息

为探究外源BABA对提高烟草抵抗碱胁迫能力的机理。以云烟87为材料,从抗氧化系统,离子平衡和基因表达等方面来研究不同浓度BABA对碱胁迫下烟草幼苗的调节作用。结果表明:外源施加0.2mmol/L和0.5mmol/L BABA能促进碱胁迫下烟草幼苗根长和鲜重的增加;提高GSH、ASA、叶绿素和类胡萝卜素含量,降低脯氨酸和H_2O_2含量;增强超氧化物歧化酶、抗坏血酸还原酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性;降低烟草丙二醛含量和相对电导率来减轻碱胁迫对细胞膜损伤,提高有机酸含量缓解高pH毒害;降低Na^+吸收,提高K^+吸收来降低离子毒害。相对定量PCR表明:BABA可以诱导NtCaM和ABC转运蛋白家族基因表达来调节信号传导和物质转运;诱导GSH1和PROX1表达上调,促进GSH合成和脯氨酸代谢。以上结果表明:BABA诱导烟草抗碱是从抗氧化系统、有机酸合成、离子转运和基因表达等多方面综合作用的结果。

关键词： β-氨基丁酸烟草碱胁迫

β-氨基丁酸对NaHCO3胁迫下杜鹃光合特性和抗氧化系统的影响

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林业科学研究 2018年第2期31卷 133-140页

作者：徐倩李华雄鲜小林林玲陈睿宋伟付伟潘远智四川农业大学风景园林学院四川成都611130 四川省内江市农业科学院四川内江641000 四川省农业科学院园艺研究所四川成都610066

[目的]为了探讨β-氨基丁酸(BABA)能否诱导杜鹃抵御NaHCO_3胁迫。[方法]以杜鹃‘神州齐’2年生扦插苗为试材,采用营养液沙培,研究了不同浓度(0、50、100、200、400μmol·L-1)BABA预处理对50 mmol·L-1的NaHCO_3胁迫下杜鹃植株光合特性... 详细信息

[目的]为了探讨β-氨基丁酸(BABA)能否诱导杜鹃抵御NaHCO_3胁迫。[方法]以杜鹃‘神州齐’2年生扦插苗为试材,采用营养液沙培,研究了不同浓度(0、50、100、200、400μmol·L-1)BABA预处理对50 mmol·L-1的NaHCO_3胁迫下杜鹃植株光合特性和抗氧化系统的影响。[结果]结果表明:50 mmol·L-1的NaHCO_3显著减小了杜鹃植株的生物量,200μmol·L-1的外源BABA能显著增加杜鹃植株的生物量;外源BABA增加了NaHCO_3胁迫下杜鹃叶片的叶绿素a(Chla),叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量,显著提高植株净光合速率(Pn),减小气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci),提高超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等抗氧化酶活性,降低NaHCO_3胁迫诱导的活性氧积累和膜脂过氧化反应。[结论]表明100~200μmol·L-1的外源BABA可以有效缓解NaHCO_3胁迫对杜鹃植株的伤害。

关键词：杜鹃碱胁迫 β-氨基丁酸光合作用活性氧

β-氨基丁酸处理对采后桃果实还原势的影响及抗病性的诱导作用

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食品科学 2019年第1期40卷 209-215页

作者：陈偲汪立夏明星伍冬志廖云霞汪开拓郑永华南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 重庆三峡学院生物与食品工程学院重庆404100 重庆出入境检验检疫局重庆404100

采用10 mmol/Lβ-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)和病原菌Rhizopus stolonifer处理采后‘白凤’水蜜桃,以此研究BABA处理诱导水蜜桃防卫反应的模式,并从还原势变化角度分析相关诱导抗性机理。结果显示:经10 mmol/L BABA处理的桃... 详细信息

采用10 mmol/Lβ-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)和病原菌Rhizopus stolonifer处理采后‘白凤’水蜜桃,以此研究BABA处理诱导水蜜桃防卫反应的模式,并从还原势变化角度分析相关诱导抗性机理。结果显示:经10 mmol/L BABA处理的桃果实在20℃下贮藏2 d后,伴随着果实的发病,其还原性内源信号分子NO含量以及PpNPR1-like、PpCHI和PpGNS基因表达丰度均明显高于对照组;而BABA+病原菌处理组PpNPR1-like、PpCHI和PpGNS表达丰度在贮藏前3 d整体上显著高于BABA处理和病原菌接种果实(P<0.05),在整个贮藏期间3种基因的表达丰度均处于较高水平。此外,与对照组相比,BABA处理和BABA+病原菌接种均可显著诱导NO的积累,并同时提升桃果实中磷酸戊糖途径关键酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶活力,促使果实中还原型辅酶Ⅱ(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)和还原型谷胱甘肽大量生成,并降低NADP^+和氧化型谷胱甘肽含量,因而有效提高果实组织还原势。通过这些结果可推测,10 mmol/L BABA可通过诱导Priming反应的方式赋予桃果实在受病原菌侵染时更强的抗病性,从而抑制采后软腐病的发生;同时,BABA处理可通过诱导还原性信号分子积累并提高磷酸戊糖途径关键酶活力,进而提升桃果实还原势、活化相关转录因子,以此诱导PRs基因的表达。

关键词： β-氨基丁酸桃果实还原势磷酸戊糖途径诱导抗病性

β-氨基丁酸抑制草莓低温贮藏过程中灰霉病的效果及其机理

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食品科学 2017年第21期38卷 272-278页

作者：王雷李华张华王会金鹏赵燕郑永华聊城大学农学院山东聊城252000 南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

以‘红颜’草莓为实验材料,研究β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对草莓果实采后贮藏在低温((5±1)℃)条件下灰霉病的抑制效果及相关机理。草莓果实经过20 mmol/L的BABA处理后接种灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea)孢子,然后在(5±1... 详细信息

以‘红颜’草莓为实验材料,研究β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对草莓果实采后贮藏在低温((5±1)℃)条件下灰霉病的抑制效果及相关机理。草莓果实经过20 mmol/L的BABA处理后接种灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea)孢子,然后在(5±1)℃的条件下贮藏12 d,结果发现BABA显著抑制了灰霉病的发生和病斑直径的扩展,与对照组相比,处理组几丁质酶(chitinase,CHI)和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GLU)的活力分别提高了9.2%和54.9%,多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)和纤维素酶(cellulose,Cel)的活力分别降低了29.3%和24.4%,同时,BABA提高了FaCHI和FaGLU基因的表达,抑制了FaPG和FaCel基因的表达;此外,体外实验的结果发现,BABA能够破坏灰葡萄孢霉孢子的质膜完整性,导致了孢子内部可溶性蛋白质和可溶性糖的泄漏。结果表明,BABA通过诱导抗病相关酶活力来提高抗病性、延缓果实软化并通过对病原菌的直接抑制作用减轻草莓果实采后灰霉病的发生。

关键词：草莓 β-氨基丁酸灰葡萄孢霉诱导抗性基因表达质膜完整性

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β-氨基丁酸对烟草黑胫病的抗性诱导

烟草科技 2023年第1期56卷 47-51,65页

作者：任锡跃刘涛朱发亮王志江叶贤文梅坚王建军云南农业大学农学与生物技术学院昆明市650201 云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心昆明市650201 云南农业大学云南省药用植物生物学重点实验室昆明市650201 云南省烟草公司昆明市公司昆明市650051

为明确β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对烟草由寄生疫霉(Phytophthora parasitica)引起的黑胫病抗性的诱导效果,对BABA处理后的烟草进行了病害调查,并检测了生理生化指标和抗性相关基因表达量。结果表明:(1)BABA诱导烟草产生... 详细信息

为明确β-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)对烟草由寄生疫霉(Phytophthora parasitica)引起的黑胫病抗性的诱导效果,对BABA处理后的烟草进行了病害调查,并检测了生理生化指标和抗性相关基因表达量。结果表明:(1)BABA诱导烟草产生超敏反应(Hypersensitive response,HR),且诱导与产生超敏反应相关的HIN1基因表达量增加。(2)BABA可诱导过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性提高;在烟草未接种***时,BABA不仅诱导O_(2)^(-)含量增加了142.2%,还导致丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的积累;烟草接种***后,BABA使与活性氧产生相关的NtrbohD基因表达量降低56.9%。(3)5 mmol/L BABA处理对烟草的黑胫病抗性具有诱导作用,处理后烟草黑胫病的防治效果达56.3%。

关键词：烟草黑胫病 β-氨基丁酸抗性诱导 HIN1基因

β-氨基丁酸处理对采后草莓果实贮藏品质和内部还原势的影响

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食品与发酵工业 2018年第10期44卷 160-167页

作者：伍冬志费良航廖云霞陈偲汪开拓重庆三峡学院环境与化学工程学院重庆404000 重庆三峡学院生命科学与工程学院重庆404000 南京农业大学食品科技学院江苏南京210095

研究了10 mmol/Lβ-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)、5 mmol/L 6-氨基烟酰胺(6-AN)以及两者复合处理对采后"丰香"草莓果实(Fragaria ananassa Duch. cv‘Fengxiang’)贮藏期间腐烂和品质的影响,并从还原势的角度探讨了BABA诱导果... 详细信息

研究了10 mmol/Lβ-氨基丁酸(β-aminobutyric acid,BABA)、5 mmol/L 6-氨基烟酰胺(6-AN)以及两者复合处理对采后"丰香"草莓果实(Fragaria ananassa Duch. cv‘Fengxiang’)贮藏期间腐烂和品质的影响,并从还原势的角度探讨了BABA诱导果实抗病性的相关机理。结果表明,经10 mmol/L BABA处理的草莓果实中TSS、TA、总花色苷和总酚含量以及DPPH自由基清除率和总还原力在20℃下贮藏5 d后均显著高于对照水平,而果实发病率则显著低于对照水平。BABA处理可促进草莓果实中还原性信号分子NO和SA的积累,并诱导磷酸戊糖途径关键酶G6PDH和6PGDH活性的上升,从而促使果实中还原性物质NADPH和GSH大量生成并降低氧化性产物NADP+和GSSG含量,同时果实Fa PR1、Fa Chi3、Faβglu和Fa PAL等PRs基因表达量也显著上升。单一6-AN或6-AN+BABA处理则显著降低了果实中NO和SA的含量,抑制G6PDH和6PGDH活性以及NADPH和GSH的积累,经单一6-AN或6-AN+BABA处理的果实中PRs基因表达量也显著下降。通过这些结果可推测,草莓果实抗病性的形成与还原势的增长密切相关; BABA处理可直接诱导还原性信号分子的生成,并通过调控PPP途径关键酶活性以积累还原性物质,全面增强草莓果实内部还原势,诱导一系列PRs基因的表达,最终抑制了贮藏期间腐烂的发生并改善了果实综合品质。

关键词： β-氨基丁酸草莓果实品质还原势磷酸戊糖途径诱导抗病性

β-氨基丁酸结合碳酸氢钠对采后损伤山药愈伤的影响

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华中农业大学学报 2020年第5期39卷 130-135页

作者：刘灿彭丽桃杨书珍华中农业大学食品科学技术学院武汉430070

为研究化学诱抗剂对采后机械损伤山药愈伤效果及抗病性的影响,采用1 mmol/Lβ-氨基丁酸(BABA)结合NaHCO3复合处理人工损伤山药,在35℃下(RH 85%)愈伤7 d。通过测定愈伤期间损失率、腐烂程度、木质素、酚类物质和超氧化物含量来评价愈伤... 详细信息

为研究化学诱抗剂对采后机械损伤山药愈伤效果及抗病性的影响,采用1 mmol/Lβ-氨基丁酸(BABA)结合NaHCO3复合处理人工损伤山药,在35℃下(RH 85%)愈伤7 d。通过测定愈伤期间损失率、腐烂程度、木质素、酚类物质和超氧化物含量来评价愈伤效果。结果显示,人工机械损伤山药经1 mmol/L BABA结合NaHCO3复合处理后,山药的腐烂程度明显降低,能快速促进伤口部位木质素和酚类物质的积累,大幅提升超氧化物含量。由此表明,BABA结合NaHCO3复合处理能有效抑制山药愈伤期间病原菌侵染,促进损伤山药愈伤结构快速形成。

关键词：山药愈伤采后贮藏 β-氨基丁酸采后损伤酚类物质化学诱抗剂