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学术动态
单杨院士团队在阿魏酸酯化衍生物控制采后果实链格孢菌引起的黑斑病方面取得进展
2022年10月22日    查看

链格孢菌(Alternaria alternata)是自然界中普遍存在的一种破坏性真菌,生长繁殖快,产孢能力强。它可以侵染柑橘、苹果、梨、红枣、黄桃和番茄等多种水果和蔬菜,引起果蔬采后贮运过程中发生黑斑病腐烂,造成巨大的浪费和经济损失。此外,链格孢菌在生长繁殖过程中还会产生多种真菌毒素,主要包括链格孢酚、链格孢甲基醚、细链格孢酮酸、链格孢霉烯和腾毒素等,其中一些真菌毒素对动物和人类具有诱变和致癌作用。长期使用化学杀菌剂不仅对食品安全和人体健康有害,还会污染环境、导致病原菌产生耐药性。因此,开发安全、高效的天然抑菌剂来控制黑斑病的发生具有重要意义。近日,单杨院士团队丁胜华副研究员在阿魏酸酯化衍生物抑制果实采后链格孢菌体内外生长方面取得进展,相关成果以“The ester derivatives of ferulic acid exhibit strong inhibitory effect on the growth ofAlternaria alternata in vitroandin vivo”为题发表在农林科学领域一区TOP期刊Postharvest Biology and Technology(IF:6.751)上,我院2020级硕士研究生孔慧为第一作者,丁胜华副研究员为通讯作者,必赢3003am隆平分院为第一单位,湖南省农业科学院农产品加工研究所为第二单位。该研究得到了国家自然科学基金(32272257,31501543),湖南省自然科学基金项目(2022JJ30330)、长沙市杰出创新青年培养计划(KQ1905025)等项目的支持。


该研究采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和激光共聚焦显微镜等表征技术探讨了阿魏酸(FA)及其酯化衍生物阿魏酸甲酯(MF)和阿魏酸乙酯(EF)在体外和体内对链格孢菌的抑菌活性,并揭示了其潜在的抑菌机制。结果表明,MF和EF对链格孢菌菌丝生长、孢子萌发和芽管伸长比FA具有更显著的抑制作用,并能够有效降低库尔勒梨果实黑斑病病斑直径的扩展。扫描电镜观察发现,MF和EF比FA对链格孢菌菌丝表面形态造成了更严重的不可逆变形,菌丝表面变得粗糙、扭曲和褶皱。透射电镜观察发现,MF和EF对链格孢菌细胞超微结构的损伤比FA更加严重,细胞膜边缘模糊,细胞质紊乱,凝聚成颗粒状和碎片状,甚至部分细胞器逐渐溶解。激光共聚焦显微镜观察发现,FA、MF和EF破坏了链格孢菌的质膜完整性,增加了细胞膜通透性,导致细胞内电解质、核酸和蛋白质的大量泄漏,从而扰乱了链格孢菌细胞内部环境,使其孢子失去萌发能力,菌丝生长异常,最终导致病原菌死亡。以上结果表明,在防治果实采后黑斑病病害方面,FA的酯化衍生物(MF和EF)比FA将具有更大的应用前景。

图1FA、MF和EF对链格孢菌体外菌丝生长的影响

图2FA、MF和EF对链格孢菌表面形态和超微结构的影响(A)扫描电镜图,(B)透射电镜图


本研究对比了阿魏酸及其两种简单酯化衍生物(阿魏酸甲酯和阿魏酸乙酯)对链格孢菌的体外抑菌活性和梨果实黑斑病的控制效果,并结合扫描电镜、透射电镜和激光共聚焦显微镜等技术探索了其潜在的抑菌机理。本研究为阿魏酸酯化衍生物作为新型天然你抑菌剂在果蔬采后黑斑病病害防治方面的应用提供了参考和理论依据。

全文链接:

https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2022.112158


注:转载自必赢3003am隆平分院




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