酸胁迫对海洋拮抗酵母生物防治效力的影响规律及其机制研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hsu_mike
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引起采后果蔬腐烂的病原微生物主要包括酸性和碱性病原真菌。其中,酸性病原真菌占据采后真菌病害的主体,造成的损失最为严重。酸性病原真菌能在其生长、侵染过程中分泌有机酸,酸化环境和寄主组织,激活其毒性因子,并抑制果皮组织防御反应。目前,在众多被研究的可能替代化学杀菌剂的方法中,利用拮抗微生物,特别是拮抗酵母抑制采后果实病害的生物防治技术是当前国内外最为关注的新型采后病害控制方法之一。拮抗酵母菌对低温、高温、干燥、低氧水平、pH值波动和紫外线辐射等环境条件表现出较好的耐受性。不过,当有机酸达到一定浓度后,被证明仍会对酵母生长等造成胁迫,抑制它们的生长,导致滞后期的延长。本论文拟针对拮抗酵母在酸胁迫下的生长、死亡和代谢规律及其相关机制展开研究,以期发现酵母在逆境下的应激和抗性机制。主要结果如下:(1)柑橘果实采后病害主要由指状青霉菌(Penicillium digitatum)引起,果实组织侵染点pH值在发病前后由4.25降低为3.98。其中,葡萄糖酸、苹果酸等病原毒性因子是引起pH变化的主要原因,且以上有机酸均为指状青霉菌生长繁殖的有效碳源,同时,指状青霉表现出对葡萄糖和D-葡萄糖酸的偏好性,在此碳源条件下能长成直径较大的菌落。(2)抗坏血酸、草酸、苹果酸、葡萄糖酸、富马酸和柠檬酸等6种有机酸在大于200 m M下显著抑制拮抗酵母Rhodosporidium paludigenum的生长;D-葡萄糖酸和苹果酸在浓度降低至200 m M以下后可以起到反向促进效果。研究发现拮抗酵母R.paludigenum对葡萄糖和果糖利用效果较好。在浓度大于1×10~6 cells m L-1时,拮抗酵母菌即能有效地控制柑橘绿霉病的发生,在发酵过程中,添加500 m M葡萄糖酸可以在不显著影响拮抗酵母R.paludigenum生长的情况下,有效增强其防治柑橘果实绿霉病的能力,降低果实绿霉病病害发病比率,减轻病害发生程度。(3)研究结果表明,经500 m M葡萄糖酸共培养(驯化)后的酵母,可以有效适应不同酸性(D-葡萄糖酸、苹果酸、柠檬酸、抗坏血酸和草酸)环境,其存活率明显提高,相比对照处理分别提高了21.2%、33.6%、19.4%、33.3%和39.4%,碘化丙啶染色染色结果显示,酸驯化酵母的凋亡率与正常酵母相比均有显著性的下降。其中,驯化耐酸机制与酸驯化酵母胞内线粒体损伤减轻以及活性氧爆发抑制有关。(4)此外,不同浓度果胶、纤维素可做作为拮抗酵母保护剂增加其在果实表面的存活率,果胶和纤维素的处理浓度为0.5 g/100 m L时,拮抗酵母R.paludigenum在柑橘表面的生长最佳。对比D-葡萄糖酸预处理红冬酵母和未处理酵母在柑橘果实表面生长动态,发现其两者无显著差异,果胶和纤维素仍为较佳保护剂。
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