辣椒疫霉(P. capisici)属于卵菌纲病原菌,它所引起的辣椒疫病是辣椒生产中的一种毁灭性病害,可以侵染包括茄科和葫芦科在内的多种作物。植物源化合物肉桂醛(Cinnamaldehyde)是一种具有天然抑菌活性的小分子物质,具有杀菌、抗病毒、防腐和保鲜等作用,广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。本实验室通过研究发现,肉桂醛对辣椒疫霉有较好的抑制作用。本研究以辣椒疫霉和肉桂醛为研究对象,主要从以下三方面展开研究。第一,肉桂醛对辣椒疫霉的抑制作用以及田间防效。研究表明,肉桂醛有效抑制辣椒疫霉菌丝生长的EC50值为0.75 mM,肉桂醛对辣椒疫霉孢子的最低抑制浓度(MIC)为0.4 mM。肉桂醛对辣椒疫病的田间防效高达81.73%,与对照组甲霜灵处理(50.63%)相比,提高31.1%。第二,肉桂醛介导辣椒疫霉细胞内的Ca2+外排。试验发现,肉桂醛处理辣椒疫霉孢子导致细胞内Ca2+瞬间减少。通过电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)检测到细胞外Ca2+含量显著上升,表明肉桂醛处理孢子引发细胞内Ca2+的外排。进而使用细胞内Ca2+通道抑制剂(异搏定和钌红),发现肉桂醛处理孢子引发Ca2+外排的同时伴随Ca2+内流现象,但内流程度远小于外排程度。用Ca2+专一性螯合剂EGTA将细胞内游离Ca2+螯合后,孢子的生长状况明显受到抑制。使用肉桂醛类似物、不含a,p-不饱和双键的苯丙醛处理孢子,其生长并未受到抑制,细胞内Ca2+并未呈现外排现象。当外源添加加成反应的拮抗剂半胱氨酸(Cys)时,辣椒疫霉孢子的生长能够明显得到缓解,并减弱Ca2+外排。上述结果表明,肉桂醛的α,β-不饱和双键在抑制辣椒疫霉中起到重要的作用。进而推测,肉桂醛抑制辣椒疫霉可能是通过它的α,β-不饱和双键发生的迈克尔加成反应引发的Ca2+外排。第三,由于肉桂醛难溶于水、容易氧化等性质,容易引起在实际应用中药效的降低,增加实际应用中的难度。本研究对其进行纳米化修饰,形成一种透明、低黏度的动力学和热力学稳定体系,并将纳米化前后的肉桂醛对辣椒疫霉的抑菌活性进行对比。通过试验发现,纳米化肉桂醛具有良好的水溶性和稳定的分散性,平均粒径为38.9gm,通过透射电镜(TEM)观察,大部分呈现出规则的球型且分布均匀,具有很好的冷热稳定性,抑菌效果有了进一步的提升。纳米化肉桂醛在终浓度达到0.2 mM时,可以抑制辣椒疫霉孢子的生长,当终浓度达到0.3 mM时便可以有效地抑制孢子的生长,与等浓度的肉桂醛处理相比,抑菌活性有所提高。同样,与等浓度的肉桂醛处理对比,纳米化肉桂醛处理辣椒疫霉孢子,引发了更强烈的Ca2+外流。以上结果表明,纳米化肉桂醛的稳定性和抑菌活性较非纳米化肉桂醛显著提高。综上所述,肉桂醛可以显著抑制辣椒疫霉生长,在田间表现出较好的防效。这种抑制作用可能是由于肉桂醛的α,β-不饱和双键与钙泵型Ca2+-ATPase的半胱氨酸巯基发生迈克尔加成反应,激活该钙泵,引起Ca2+的外排,从而抑制辣椒疫霉的生长,该通道蛋白可能成为新药物靶标筛选的依据。纳米化肉桂醛具有较好的水溶性和稳定分散性,粒径小且分布均匀,抑菌活性更强,这些研究结果可以为肉桂醛的实际应用提供基础,同时也为纳米化制剂的开发提供一定理论和实践基础。