扩展青霉(Penicillium expansum)是梨果采后腐烂病害的主要致病菌,不仅造成严重的经济损失,其分泌产生的毒素对人类健康具有潜在威胁。壳聚糖是一种天然活性多糖,来源丰富、安全无毒,且具有良好的抑菌效果,在果蔬病害防治中有着广泛应用。本实验室前期研究结果表明壳聚糖处理可以诱导苹果产生抗性应答,降低苹果采后青霉腐烂的发生。本研究通过比较不同分子量壳聚糖对扩展青霉的抑制效应分析壳聚糖抑菌作用的内在规律,同时采用显微观察、转录组分析等技术探究壳聚糖抑菌作用的分子机制及可能的作用靶点,为壳聚糖在果蔬采后病害控制中的应用提供理论基础。本文的主要研究结果如下:(1)用三种不同分子量的壳聚糖(2、48和100 kD)分别在浓度为0.01%、0.05%、0.1%时处理P.expansum孢子时,随着分子量和浓度的增加,壳聚糖对扩展青霉的抑制效果增强;其中,当壳聚糖分子量为100 kD,浓度为0.1%时,壳聚糖对病原菌的抑制效果最佳,菌丝的生长速率为对照组的55.2%;孢子萌发率仅为对照组的4.4%。(2)光学显微镜和电镜观察发现壳聚糖处理后菌丝形态呈现肿胀并发生畸形,孢子出现凹陷,细胞活性降低;细胞膜(壁)出现损伤,膜通透性增加,细胞质聚集,细胞器减少,细胞内部出现空泡化现象,相对电导率升高。(3)高通量测序(RNA-Seq)结果表明,P.expansum孢子经壳聚糖处理2小时后,4987个基因差异表达,其中2507个基因上调表达;2480个基因下调表达;壳聚糖处理6小时后,4207个基因差异表达,2227个基因上调表达;1980个基因下调表达。基因差异表达和KEGG分析结果显示,与细胞内吞通路相关的基因上调表达,荧光标记壳聚糖(FITC-壳聚糖)结合激光共聚焦观察,在细胞膜和细胞内均观察到荧光信号,推测壳聚糖向胞内的转运是一种能量依赖的内吞作用,进一步的凝胶电泳阻滞实验表明壳聚糖可以与DNA结合,暗示胞内DNA可能是壳聚糖作用的一个重要靶点。