核桃内生真菌SYS-5-2的抑菌活性和作用机理研究

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核桃是我国传统的药食两用植物,种植量大且分布广泛,进一步提升核桃资源的开发和产业附加值是非常必要的。同时核桃内生真菌表现出丰富的生物多样性,其发酵产物和次级代谢产物对众多病原菌都有较好的抑制作用,对植物生长也具有较为明显的抑制或促进作用,为了探究其作为安全、高效的生物源活性物质的可能,本研究通过病原菌拮抗试验综合评定核桃内生真菌代谢产物的抑菌活性,以此来遴选高活性菌株,并在细胞水平和生理生化水平进一步对其高活性组分的抑菌机理进行研究,所得结果如下:(1)平板对峙法和生长速率法筛选出高活性菌株SYS-5-2,综合形态学特征和ITS序列的系统发育分析,将其归属为裂褶菌(Schizophyllum commune)。(2)菌株SYS-5-2固体发酵产物醇提后各萃取相的得率分别为:正丁醇相(18.03%)>乙酸乙酯相(11.06%)>石油醚相(1.69%);对供试病原菌的抑菌率依次为乙酸乙酯相(65%~100%)>正丁醇相(40.58%~100%)>石油醚相(17.24%~28%)。梯度浓度抑菌活性测定中,乙酸乙酯萃取物对水稻纹枯病原菌有高于80%的抑菌率,IC50仅10.28 mg/m L。(3)乙酸乙酯萃取物组分随着分离抑菌活性逐渐降低,表明核桃内生真菌SYS-5-2高活性萃取相的抑菌作用由多种物质协同增效产生。液质联用分析鉴定结果显示,高活性组分中含有广谱抑菌性萜类物质齐墩果酸,这是该物质在核桃内生真菌发酵产物中首次被鉴定出。(4)高活性组分处理后,在扫描电镜下观察到病原菌菌丝外表干瘪变形;菌丝培养液电导率值随时间延长而明显增高;病原菌菌丝体内的可溶性蛋白质含量基本保持稳定;总多糖渗透量随高活性组分浓度的增加而逐渐增大;受体植物辣椒体内的SOD、POD和PPO活性明显增强,在第4 d达到峰值后开始下降或趋于稳定,且高活性组分作用效果略高于水杨酸处理。综上所述,本研究筛选出高活性核桃内生真菌SYS-5-2,鉴定归属为裂褶菌;发酵产物醇提后的乙酸乙酯萃取相为高活性萃取相,抑菌活性为多种物质协同增效产生,并首次在核桃内生真菌发酵产物中鉴定出广谱抑菌性萜类物质齐墩果酸;机理研究证明,高活性组分通过破坏病原菌细胞膜通透性和增强植物体内酶活性来发挥抑菌作用。
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