论文部分内容阅读
柑橘是重要的经济作物之一,在农业经济中具有重要作用,并且其口感适宜、营养丰富、深受人们喜爱。但柑橘采后易受病原菌侵染、尤其是由意大利青霉(Penicillium italicum)、指状青霉(Penicillium digitatum)、酸腐病菌(Geotrichum citri-aurantii)引起的青霉病害、绿霉病害、酸腐病害是其采后主要病害。寻求一种可以控制其主要病害的新型保鲜剂至关重要,而碳酸铵作为“通常认为安全”(Generally Recognized As Safe,GRAS)的物质,抗菌能力强,可作为目前其他化学杀菌剂的替代物。本文在探讨6种碳酸盐和碳酸氢盐对柑橘采后主要病原菌的抑菌活性基础上,发现碳酸铵抑菌活性显著,并将其应用到柑橘果实活体保鲜上,进一步探究碳酸铵对意大利青霉可能的作用机制。主要研究内容和结果如下:(1)采用菌丝生长速率法评价了6种碳酸盐和碳酸氢盐对柑橘采后主要病原菌意大利青霉等的抑制能力,确定其对病原菌的MIC值。其中碳酸盐的抑菌能力强于碳酸氢盐,并以碳酸铵的抑菌能力最强。碳酸铵作用于病原菌,可显著降低孢子活力和芽管伸长,且呈现浓度-效应关系。在浓度分别为0.25 g/L、0.40 g/L、0.80 g/L可完全抑制指状青霉、意大利青霉、酸腐病菌的孢子萌发;对于抑制菌丝生长,碳酸铵对指状青霉、意大利青霉、酸腐病菌的MIC分别为0.4417 g/L、0.8090 g/L、0.8000g/L;在液态培养条件下,碳酸铵的处理也会对病原菌的菌丝生长量具有显著抑制作用。通过选择接种意大利青霉、指状青霉、酸腐病菌于夏橙果实上表明,20g/L的碳酸铵处理下,可显著延缓夏橙病斑直径的扩展。(2)以意大利青霉为研究对象,分析碳酸铵的作用方式,发现碳酸铵可通过提高培养基p H,在一定程度上抑制病原菌的生长;平板对扣试验表明碳酸铵挥发出的氨气可抑制病原菌的生长,且当浓度为1.6 g/L时,挥发出的氨气可完全抑制意大利青霉菌丝的生长,揭示挥发氨是抑制固体培养基上病原菌生长的主要原因。液体培养下表明碳酸根离子的胁迫也是碳酸铵抑制病原菌生长的重要原因。孢子萌发法及菌丝转接实验表明碳酸铵延长青霉孢子的萌发时间,对菌丝造成不可修复的伤害。(3)进一步探究碳酸铵的抑菌作用机制发现:碳酸铵处理菌丝出现褶皱现象。TEM观察发现菌丝细胞形态改变,质壁分离严重,细胞壁加厚。碳酸铵处理改变了菌丝细胞壁的通透性,促进AKP酶释放,提高了细胞壁几丁质含量与葡聚糖酶活,破坏了细胞壁的结构和功能。通过测定细胞膜外p H、细胞组分释放和膜外电导率,发现碳酸铵可影响其排酸能力,破坏细胞膜完整性,促进核酸与蛋白泄露;碳酸铵可降低意大利青霉细胞膜脂组分含量,但对麦角固醇含量无显著性影响。通过对培养基中及菌丝体内蛋白与还原糖含量测定,碳酸铵处理24 h后,菌丝体内的还原糖含量仅为对照的22%,培养基中还原糖和蛋白含量分别为对照的6.94倍和6.45倍,表明碳酸铵处理对菌丝利用外界蛋白与糖完成自身代谢具有显著影响。碳酸铵处理抑制菌丝呼吸,促使粒体膜电位发生紊乱和细胞色素C氧化酶失活,并能积累H2O2。(4)通过柑橘果实的自然贮藏试验,发现4 g/L的碳酸铵浸泡可显著降低柑橘贮藏期间的发病率,可将发病率由47.78%降至23.33%;无论是贮藏前还是贮藏后,碳酸铵的处理对柑橘外观品质、可溶行固形物、维生素C等营养品质不会造成不良影响。碳酸铵处理可显著提高柑橘果实多酚含量、降低活性氧含量、降低多酚氧化酶活性,表明碳酸铵处理可提高柑橘果实抗氧化能力,延缓其衰老进程,从而降低柑橘贮藏期间发病率。综上所述,碳酸铵对于柑橘采后主要病害具有良好的控制作用。碳酸铵对病原菌的作用机制在于可以形成挥发氨。碳酸铵对意大利青霉菌丝形态、细胞壁、细胞膜、呼吸及活性氧均有不同程度影响,其中对细胞膜及呼吸影响较为严重,推测碳酸铵可对细胞膜造成严重的损伤及影响菌丝呼吸,从而干扰其能量代谢,造成菌丝死亡。