梨果黑斑病菌钙调磷酸酶基因生物信息学分析及其对侵染结构分化的调控作用

为揭示梨果黑斑病菌Alternaria alternata CaN基因的调控作用,采用RT-PCR技术克隆A.alternata CaN基因,利用在线工具对其基因及其编码蛋白进行生物信息学分析;同时分析其在A.alternata侵染结构分化过程中的表达特性;并进一步以钙调磷酸酶专一性抑制剂环孢菌素A(CsA)处理研究其对A.alternata侵染结构分化和致病性的影响。结果A.alternata克隆得到CNA和CNB基因,分别命名为AaCNA(GenBank NW_017306222)和AaCNB(GenBank NW_017306193),生物信息学分析表明AaCNA和AaCNB均无跨膜结构,且具有多个磷酸化位点,主要定位于细胞核上;AaCNA包括一个N端催化结构域、CNB结合结构域、钙调素CaM结合结构域和自抑制蛋白结构域,AaCNB具有4个EF-hand Ca 2+结合位点。qRT-PCR分析表明,在疏水及果蜡诱导A.alternata侵染结构分化过程中AaCNA和AaCNB基因表达量均显著上调,且果蜡诱导作用更明显。药理学表明,环孢菌素A处理显著抑制疏水性和蜡质诱导的A.alternata孢子萌发和附着胞形成,同时还可抑制损伤接种A.alternata早酥梨黑斑病的扩展。综上结果表明AaCNA和AaCNB参与A.alternata侵染结构形成的调控。

沙枣胶/枯茗醛复合涂膜对番茄采后红粉病的抑制作用及机制

红粉病是番茄果实主要的病害之一,采前采后均可发生,给番茄生产和贮运造成了较大损失。本实验研究枯茗醛对番茄红粉病病原真菌粉红单端孢(Trichothecium roseum Pers.Link)的体外抑制活性,并制备沙枣胶与枯茗醛复合涂膜‘千禧’樱桃番茄,果实经损伤接种后探究该涂膜对番茄红粉病的抑制作用及其对番茄果实抗性的影响。结果显示,枯茗醛在离体条件下能有效抑制T.roseum孢子萌发和菌丝生长,在0.1 μL/mL枯茗醛作用下,对菌落生长的抑制率达80%以上。在体内条件下,沙枣胶与枯茗醛复合涂膜能明显抑制果实上T.roseum菌体生长,延缓病斑扩展并降低番茄果实接种发病率,在贮藏第9天,质量浓度30 mg/mL沙枣胶与体积分数0.2%枯茗醛复合涂膜组病斑直径和发病率分别为对照组的36.7%和69.2%。复合涂膜可显著提高番茄果实接种前期H_(2)O_(2)含量,并显著提高果实贮藏期间过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶A连接酶的活力,促进果实中总酚和类黄酮的积累。沙枣胶与枯茗醛复合涂膜能够有效抑制番茄采后红粉病的发生与发展,其作用机制不仅与枯茗醛抑制病原菌生长有关,还与诱导番茄果实增强抗性有关。

南瓜果实愈伤期间果皮和果肉苯丙烷代谢和愈伤组织的比较

目的:研究南瓜果实愈伤期间果皮和果肉苯丙烷代谢关键酶活力和产物含量的变化,以及聚酚软木脂和木质素积累的差异。方法:对人工模拟损伤的南瓜果实在室温黑暗条件下进行愈伤处理,测定果皮和果肉苯丙烷代谢关键酶和过氧化物酶活力,苯丙烷代谢产物以及H_(2)O_(2)含量,观察果皮和果肉伤口处聚酚软木脂和木质素的积累。结果:愈伤期间,果皮的肉桂酸、p-香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸和总酚以及肉桂醇、松柏醇、芥子醇和木质素的含量均高于果肉。果皮的聚酚软木脂和木质素的积累速率和积累量明显高于果肉,愈伤第7天时,细胞层厚度分别高出果肉17.55%和24.37%。同时,果皮的苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酰-辅酶A连接酶、肉桂醇脱氢酶、过氧化物酶活力均高于果肉,愈伤第5天时,上述酶活力分别高出果肉24.71%、42.31%、21.65%、13.41%和37.51%。此外,果皮的H_(2)O_(2)含量也显著高于果肉(P<0.05),愈伤第7天时,高出果肉32.75%。结论:南瓜果皮比果肉具有更高的苯丙烷代谢活力和产物含量,以及更高的H_(2)O_(2)含量和过氧化物酶活力,果皮聚酚软木脂和木质素的积累速率和积累量也明显高于果肉。综上所述,表皮的损伤具有较快的愈合速率,果肉的损伤不易愈合反而会加重果实腐烂。因此,南瓜采后应尽量减少伤及果肉的深层损伤。

吡啶-2,6-二羧酸处理对梨果采后黑斑病控制作用及其抑菌机理

由互隔交链孢(Alternaria alternata)引起的黑斑病是梨果主要采后病害之一,会导致严重的经济损失。本实验以梨果黑斑病菌A.alternata为研究对象,通过体内外实验研究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)代谢产物吡啶-2,6-二羧酸(pyridine-2,6-dipicolinic acid,DPA)对A.alternata生长的抑制和对梨果黑斑病的控制作用,并进一步探讨了其抑菌作用的机理。结果表明:DPA能显著抑制A.alternata的菌落生长、孢子萌发以及芽管伸长,其中2.0 mmol/L DPA处理后培养9 d时A.alternata菌落直径仅为对照组的51.76%,4.0 mmol/L处理可完全抑制A.alternata的生长。DPA处理对梨果黑斑病的扩展有明显的控制作用,贮存至第11天时,20.0 mmol/L DPA处理组早酥梨病斑直径仅为对照组的55.17%。进一步研究表明,DPA处理提高了A.alternata细胞膜的通透性,菌丝电导率、蛋白质和核酸渗漏量显著增加,同时DPA处理降低了细胞膜组分麦角甾醇质量浓度,提高了A.alternata丙二醛浓度。结论:DPA可通过延缓A.alternata生长、提高膜通透性、破坏细胞膜的完整性和促使膜脂氧化而发挥抑菌作用。