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香蕉枯萎病由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.fCubme,Foc)侵染香蕉植株引起,是全球香蕉种植产业面临的主要病害,开展香蕉枯萎病的防治研究,对保障香蕉产业体系的健康发展具有重要意义。本课题组前期从金黄垂直链霉菌HN6次级代谢产物中分离得到高抑菌活性大环内酰胺类化合物YY3,该化合物抑菌谱广,尤其对香蕉枯萎病原菌4号生理小种(Foc4)抑菌活性较高,但其作用机理尚不清晰,限制了该化合物的进一步开发应用。本研究以香蕉枯萎病原菌4号生理小种为靶标菌,开展化合物YY3抑菌及杀菌机制的研究,以期为明确该化合物的作用机制奠定理论基础,并为绿色防治香蕉枯萎病提供参考。具体研究内容如下:1、测定了 YY3对Foc4菌丝生长及孢子萌发的影响,结果表明该化合物能够明显抑制靶标菌菌丝生长,EC50为20.8 μg/mL;显著抑制靶标菌孢子萌发,EC50 为 12.62 μg/mL。2、测定YY3对Foc4细胞结构影响,超微形态观察发现,经YY3处理后靶标菌细胞壁变薄;线粒体形态发生肿胀并且数量异常增多;细胞质致密度增加,多种细胞器消失解体,甚至细胞内含物外泄。生理生化测试表明,经50μg/mL YY3处理后,菌丝中N-乙酰葡萄糖胺含量增加了 1.62倍,可见该化合物诱导激活了靶标菌几丁质酶,干扰了靶标菌细胞壁合成,但该化合物对β-1,3-葡聚糖酶没有明显影响;经50 μg/mLYY3处理后靶标菌的电导率升高了 25.43%,可见该化合物可破坏靶标菌的细胞膜结构。3、测定代谢物YY3对Foc4生物合成的影响,结果表明,随着药剂处理浓度的增加靶标菌内总糖、蛋白及脂肪含量均逐渐降低。在50 μg/mL剂量下,总糖含量降低29.7%,蛋白质含量降低22.9%,脂肪含量39.6%。可见该浓度处理下,脂肪受影响最大。4、测定代谢物YY3对Foc4生物氧化的影响,结果表明,在50μg/mL浓度时,YY3对线粒体呼吸链复合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性明显影响,可明显抑制线粒体呼吸链复合酶Ⅲ的活性,其中复合酶Ⅲ活性降低了 60.49%,;同时该化合物还可以使得三羧酸循环的关键酶—琥珀酸脱氢酶(SDH)活性降低56.6%,该化合物对苹果酸脱氢酶(MDH)没有明显影响。总之,YY3对Foc4生物氧化的存在明显的影响。5、测定代谢物YY3对Foc4氧化应激及细胞凋亡的诱导,结果表明,在测试浓度50 μg/mL下,YY3孵育菌丝2 h,线粒体膜电位显著降低;孵育6 h靶标菌内活性氧进发,荧光强度是对照的3.23倍;孵育12 h,末端脱氧核苷酸转移酶荧光素-12UTP缺口末端标记(TUNEL)为阳性,提示靶标菌DNA受损。以上试验从细胞结构和超微形态、生物合成、生物氧化、细胞凋亡四个方面探究链霉菌HN6次级代谢产物YY3对Foc4抑菌机理,结果表明,YY3破坏了香蕉枯萎病菌的细胞质膜,抑制了病菌线粒体呼吸链复合酶Ⅲ,阻碍了香蕉枯萎病菌的能量生成,ROS过量生成,最终诱导细胞凋亡。由此分析得出,YY3可诱导靶标菌产生氧化应激及细胞凋亡。