贝莱斯芽孢杆菌对樱桃番茄采后灰霉病的抑制机理研究及保鲜效果评价

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinchuanhedian
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由灰霉菌(Botrytis cinerea)引起的灰霉病是樱桃番茄采后最主要病害之一,发病后的樱桃番茄失去食用价值且影响健康番茄的贮藏,造成巨大的经济损失。目前对于樱桃番茄采后病害的防治,以喷施化学药物为主,但长期施用化学农药严重危害了生态环境和人类健康,随着人们对绿色环保和食品安全的不断追求,安全无害的生物保鲜技术得到了广泛的研究及应用。为获得性状优良的生防菌株,本课题从猕猴桃果实上分离筛选了一株具有生防潜力的菌株A4,并对其进行了菌种鉴定、抑菌机理及采后保鲜效果探究。本研究为生防菌的分离鉴定提供了参考方法,为果蔬采后灰霉病的防治提供了理论基础,也为樱桃番茄采后贮藏保鲜提供了一个新的技术思路。具体研究内容与结论如下:(1)以猕猴桃为材料,初步分离筛选芽孢杆菌,并以其中一株菌株A4为研究对象,结合形态学观察、分子生物学鉴定及菌株理化特征分析对该菌株进行详细鉴定。形态上初步判断该菌株为芽孢杆菌属细菌,基于16Sr DNA和gyr B基因构建的系统发育树表明A4与贝莱斯芽孢杆菌之间的亲缘关系最近,同时菌株A4在产酸、产气等各种理化性质上与贝莱斯芽孢杆菌一致。综合以上三方面信息,最终将菌株A4鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。(2)以灰霉菌为指示菌,对A4菌株抑菌活性物质进行初步定位,探究其挥发性成分及发酵液对灰霉菌的体外抑制效果。发现A4菌株的挥发性成分在体外抑菌效果不理想,而2%的发酵液第5天抑菌率可达到60.20%,能显著胁迫灰霉菌的生长,此结果表明A4菌株主要的抑菌活性物质存在于发酵液中。(3)进一步探究不同浓度的A4发酵液对灰霉菌的抑制效果,结果表明发酵液浓度与抑菌效果呈正相关。4%的发酵液体外第6天抑菌率已达70.31%,而10%的发酵液可以有效减小果实体内的病斑面积,接种第4天,对照组中樱桃番茄病斑面积可达110.92 mm~2,而10%发酵液处理后病斑面积减小至10.83 mm~2,同时10%发酵液也可以显著减小猕猴桃、苹果、草莓体内的病斑面积。综上表明,发酵液可以显著抑制灰霉菌在体外菌丝扩展及减弱体内对果实的致病能力。(4)初步探究A4发酵液的抑菌机理,发现发酵液可降低孢子萌发率,减小其芽管长度,同时洋葱表皮穿透试验表明发酵液减弱萌发菌丝穿透细胞壁的能力。经发酵液处理后菌丝形态发生异常,显微结构显示发酵液损伤了灰霉细胞膜,试验表明发酵液通过增加膜脂过氧化而破坏细胞膜完整性,最终造成细胞内容物外流。进一步探究发现,发酵液处理后菌丝细胞积累的活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)增加,编码ROS产生基因Nox A及Nox B的表达量显著上调,同时菌丝细胞中ROS的清除能力增强,即超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)的活力经发酵液处理后显著升高。且外源添加ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)可部分缓解发酵液对灰霉菌丝的影响。最后通过樱桃番茄体内的扫描电镜,证实预先接种A4发酵液可抑制灰霉菌的致病能力,从而减轻果实的患病情况。试验表明A4发酵液在体内及体外均可以抑制灰霉孢子的萌发,影响萌发菌丝穿透力及损伤生长的菌丝,从而发挥其生防作用。(5)保鲜试验表明A4发酵液显著降低樱桃番茄贮藏期间的腐烂率和失重率、延缓硬度、脆性、紧实度的降低、同时维持了可滴定酸、可溶性固形物、类黄酮、番茄红素、酚类物质的含量,从而延长樱桃番茄的贮藏期。
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