基于非靶向代谢组学解析猬木霉挥发性物质对香梨采后链格孢的抑制作用

本研究探讨猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)代谢物质、呼吸和能量代谢的影响。基于非靶向代谢组学技术通过液相色谱-质谱联用仪测定链格孢受M6-5挥发性物质处理后体内代谢物质的变化;测定M6-5挥发性物质熏蒸处理后0、3、5、7d的链格孢呼吸速率,计算呼吸抑制率;采用液相色谱仪测定不同培养时间处理组和对照组链格孢ATP、ADP、AMP和能荷的影响。结果表明:M6-5挥发性物质处理后链格孢菌丝体上调的差异代谢物有6-戊基-2H-吡喃-2-酮、4-乙基苯甲醛、3,4-二甲基苯甲酸、4-苯基丁酸、2-甲氧基间苯二酚等,下调的差异代谢物有6-氨基烟酰胺、11-酮基乙酰胆甾醇、3-羟基康力龙、茉莉酸、苯甲酰芽子碱等。利用京都基因与基因组百科全书通路分析发现差异显著的通路为次生代谢物的生物合成。在培养时间结束(7d)时,M6-5挥发性物质对链格孢的呼吸抑制率为(49.64±2.04)%;与对照组相比,M6-5挥发性物质处理显著降低了链格孢ATP、ADP、AMP的含量和能荷水平,说明M6-5挥发性物质处理使链格孢胞内维持在更低的能荷水平,能量代谢失衡,呼吸速率受抑制,进而影响了代谢物质的变化。

猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后链格孢细胞膜和细胞壁的影响

本研究探讨了猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)细胞膜和细胞壁的影响。首先将生长5 d的猬木霉培养基与含链格孢菌饼培养基对扣,测定30℃培养3、5、7 d的抑菌效果;通过扫描电镜和透射电镜观察处理组和对照组链格孢菌丝体;收集两组链格孢菌丝体,采用碘化丙啶(propidiumiodide,PI)染色法观察链格孢细胞膜完整性,测定电导率等细胞膜相关指标;使用钙荧光白(calcofluor white,CFW)染色法测定链格孢顶端生长细胞的形态变化,并进行碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活力和N-乙酰葡糖胺质量浓度分析。结果表明:在培养期间内,猬木霉产生的挥发性物质对链格孢均具有良好的抑菌效果,处理组链格孢菌丝出现皱缩、肿胀和部分断裂的现象,细胞质基质减少情况比对照组更严重,局部伴有质壁分离现象;而对照组菌丝则生长正常,孢子结构完整,切面结构清晰,胞质均匀,细胞壁和细胞膜结构正常。经猬木霉M6-5挥发性物质处理后,处理组链格孢电导率、丙二醛水平、蛋白质和核酸泄漏量均显著高于对照组;PI染色观察到处理组链格孢菌丝体发出红色荧光,说明猬木霉挥发性物质破坏了链格孢细胞膜的完整性,导致细胞内容物外泄,细胞膜的正常功能受到显著破环。CFW染色观察到两组链格孢菌丝体荧光强度无明显差异,处理组和对照组的AKP活力和N-乙酰葡糖胺质量浓度也无显著差异,说明猬木霉挥发性物质对链格孢细胞壁未产生破坏作用,其主要作用靶位也并不是细胞壁。综上,猬木霉M6-5挥发性物质的抑菌靶点是链格孢的细胞膜。