展青霉素(patulin,PAT)是一种有毒的真菌次生代谢产物,是对人类危害最大的真菌毒素之一。PAT对水果及其制品的污染在全球范围内都很严重,尤其是苹果及其制品。采用拮抗酵母控制并降解水果及其制品中的PAT已展现出良好的应用前景,但相关研究目前尚处于起步阶段,特别是拮抗酵母控制水果上PAT的产生及降解PAT的机制尚不明确,这严重影响了拮抗酵母在水果采后真菌毒素控制及降解方面的应用。论文采用课题组前期筛选分离到的胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa ,从R.mucilaginosa防治苹果扩展青霉(Penicillium expansum)生长及PAT产生的生理机制、R.mucilaginosa 体外(In vitro)降解PAT的机制、分析R.mucilaginosa降解PAT时转录组、蛋白质组的变化几个方面,揭示拮抗酵母控制苹果PAT产生与降解的机制。除此之外,论文还分析了R.mucilaginosa降解PAT的产物并对降解产物的毒性进行研究。论文主要研究结果如下:1.R.mucilaginosa能够抑制苹果采后由P.expansum 引起的青霉病并降低苹果伤口处PAT的含量。通过RT-qPCR测得R. mucilaginosa能够抑制P.expansum的生长,表明R.mucilaginosa是通过抑制P. expansum的生长从而控制PAT的产生。2.R.mucilaginosa 控制苹果采后青霉病的生理机制主要包括:R.mucilaginosa能在苹果果实表皮上生长繁殖;R.mucilaginosa显著诱导苹果果实的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶及苯丙氨酸解氨酶的活性,从而提高果实的抗病性;电镜扫描的结果说明R.mucilaginosa 通过附着在P.expansum菌丝上来抑制霉菌在果实伤口处生长。R.mucilaginosa能够降解PAT,生理机制研究结果表明,R.mucilaginosa降解PAT需要活细胞的存在,且PAT刺激R. mucilaginosa产生的胞内酶具有降解作用。3.利用基于iTRAQ技术的蛋白质组学工具研究R.mucilaginosa对PAT应答调控,结果表明,在PAT存在时,表达上调的蛋白有131个,下调的蛋白有101个。表达上调蛋白和表达下调蛋白的生物过程主要包括单个有机体过程、代谢过程和细胞过程;主要的分子功能分别是催化活性和绑定功能。表达上调蛋白富集到的结构域主要与NAD(P)绑定功能相关;表达下调蛋白富集到的结构域与FAD/NAD(P)绑定功能相关。4.分析乙酰化蛋白修饰在R.mucilaginosa 对PAT的应答调控中的作用,结果表明,在PAT存在时,46个蛋白的54个乙酰化位点上调,60个蛋白的81个乙酰化位点下调。上调乙酰化蛋白最重要的分子功能为绑定、催化活性和氧化还原酶活性,最重要的生物过程包括TCA循环代谢过程、代谢过程、细胞蛋白代谢过程、核酸代谢过程以及辅因子生物合成过程。下调乙酰化蛋白最重要的分子功能为绑定、催化活性和氧化还原酶活性,最重要的生物过程分别是细胞蛋白代谢过程、代谢过程以及氧化应激反应。差异乙酰化修饰蛋白参与的代谢途径主要包括三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径。5.分析巴豆酰化蛋白修饰在R.mucilaginosa对PAT的应答调控中的作用,结果表明,在PAT存在条件下79个蛋白中的102个巴豆酰化位点上调,46个蛋白中的67个巴豆酰化位点下调。差异巴豆酰化蛋白最重要的生物过程为代谢过程、细胞过程及单个有机体过程;最重要的分子功能包括催化活性、绑定以及结构分子活性。差异巴豆酰化蛋白多数分布在线粒体,与ROS和TCA循环相关的一些蛋白的巴豆酰化水平上调。6.利用转录组学技术对与PAT共培养的R. mucilaginosa基因组转录信息进行分析,结果表明,182个差异表达基因中的104个基因为上调表达,78个基因为下调表达,多数差异表达基因与代谢过程和糖酵解过程有关。7.经过HPLC和HPLC-PDA-MS检测,推测R.mucilaginosa降解PAT产物是ascladiol。利用HepG2细胞对其毒性进行分析,发现降解产物在一定浓度下对HepG2细胞没有毒性作用。