柑橘在贮藏运输中极易受到青霉病菌的侵害,已有的研究表明,松针中的活性成分β-蒎烯对柑橘青霉病菌具有较好的抑制效果。但目前关于β-蒎烯对青霉病菌的抑菌机理研究较少,尚不清楚其机制。因此,探究β-蒎烯对青霉病菌的抑菌机制有助于开发天然产物杀菌剂。本文分析了β-蒎稀对意大利青霉菌丝呼吸代谢的作用,对线粒体活性及电子传递链的影响,评价了β-蒎烯处理对细胞膜组分和功能的影响,以期揭示β-蒎烯抑菌作用机理。主要研究结果如下:1、β-蒎烯对柑橘青霉病菌菌丝呼吸有较强烈的作用,且随着β-蒎烯作用时间的增长,表现出一定的时间浓度效应。分析β-蒎烯与六种呼吸抑制剂的协同作用,发现β-蒎烯可能作用位点为青霉菌电子传递链上NADH向辅酶Q的传递体、三羧酸循环以及糖酵解途径。进一步分析呼吸代谢相关酶琥珀酸脱氢酶(SDH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、ATP酶以及6-磷酸果糖激酶(PFK)活性,结果表明,β-蒎烯处理条件下,SDH活性持续下降,MDH出现先上升后下降的趋势,但整体低于对照组,ATP酶活性持续降低,而PFK活性出现大幅度上升。表明β-蒎烯抑制了TCA循环,作为补偿,活化了糖酵解途径。进一步对青霉病菌菌丝体内ATP、ADP以及AMP含量进行测定,结果表明,β-蒎烯处理条件下的ATP含量显著下降,AMP显著升高,ADP/ATP持续上升,能荷水平随作用时间延长持续降低。表明β-蒎烯干扰了青霉病菌能量代谢,导致细胞功能紊乱。2、线粒体是能量代谢进行的主要场所,对细胞功能有非常重要的作用。β-蒎稀抑制线粒体呼吸,抑制作用呈现时间剂量效应。进一步分析β-蒎稀对线粒体复合物活性的影响,结果表明:β-蒎烯选择性抑制了酶复合体Ⅰ、Ⅱ以及Ⅳ的活性,表明线粒体电子传递受到抑制,其可能作用位点在酶复合体Ⅰ、Ⅱ以及Ⅳ。β-蒎烯引起线粒体基质Ca2+超载,导致线粒体肿胀,促进线粒体通透性转换孔(MPTP)开放,进而引发细胞凋亡。由此说明线粒体功能损伤是β-蒎烯重要的抑菌机制。3、β-蒎烯改变青霉菌菌丝细胞膜功能和组成。β-蒎烯处理降低菌丝可溶性蛋白含量、细胞核酸含量,促进核酸物质渗漏,增强膜通透性,导致细胞膜功能受损。β-蒎烯处理下青霉菌菌丝体总脂质和麦角固醇含量均降低。GC-MS分析脂质组成结果表明,β-蒎烯处理下,菌丝体内麦角固醇含量低于空白对照组,同时麦角甾醇前体物质角鲨烯与羊毛甾醇未发生显著变化,麦角甾醇合成途径下游几个相关体含量出现积累,胆固醇含量出现小幅度增多,几个胆甾体含量出现下降,说明β-蒎烯显著影响细胞膜组成。综上所述,β-蒎烯抑制了青霉菌呼吸作用,对三羧酸循环以及糖酵解途径产生影响,致使能量代谢出现异常。同时抑制线粒体酶复合体Ⅰ、Ⅱ以及Ⅳ,引起线粒体内钙超载,线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放,引起细胞凋亡。