芽孢杆菌CL2在枸杞采后病害防控中的应用及机制研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mhpymhpy
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枸杞(Lycium barbarum L.)作为传统中药材,在我国已有2000多年的种植历史,枸杞鲜果富含营养物质,被认为是“超级水果”。枸杞鲜果采摘后在运输、加工和贮藏期间易被病原性真菌侵染而发生腐烂,因此市面上主要供给晒干的枸杞子,而枸杞鲜果则很少见。利用拮抗菌来防治病原菌的污染己成为国内外学者近年来研究的热点,芽孢杆菌产生的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds,VOCs)具有良好的抗菌性能,同时具有分子量低、易通过空气扩散且能避免表面残留等特点,在果蔬采后储藏保鲜方面存在应用价值。本研究对导致枸杞鲜果采后腐烂的病原真菌进行分离鉴定,以分离得到的病原真菌为指示菌从重楼块茎中筛选出一株产抗菌VOCs的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CL2),并通过气相色谱-离子迁移谱联用技术(GC-IMS)对菌株CL2产生的VOCs进行成分分析鉴定,最后探究了菌株CL2产生VOCs对病原真菌LB1的体内防控效果,研究的主要结果如下:1.从采后腐烂的枸杞果实中分离鉴定到4株病原真菌,形态学鉴定和分子生物学鉴定结果表明:4株病原真菌分别为毛霉菌LB1(Mucor circinelloides LB1)、镰刀菌LB5(Fusarium arcuatisporum LB5)、链格孢菌LB7(Alternaria iridiaustralis LB7)和炭疽菌LB8(Colletotrichum fioriniae LB8)。2.以分离鉴定到的4株枸杞采后病原真菌为指示菌,通过平板对扣法从重楼块茎中筛选得到一株产抗菌VOCs的内生菌菌株CL2。通过对菌株CL2进行形态学观察、生理生化检测以及16S r DNA分子生物学分析,最终确定菌株CL2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CL2)。3.通过研究菌株CL2产生的VOCs对4株枸杞采后病原真菌菌丝生长及菌丝形态结构的影响,初步探究了VOCs的抗菌作用和抗菌机理。结果表明:在与菌株CL2对扣共培养时,菌株CL2产生的VOCs对4株病原真菌菌丝的生长均具有显著的抑制作用,其中对菌株LB8菌丝生长的抑制率为73%。扫描电子显微镜观察结果表明,VOCs能造成4株枸杞采后病原真菌菌丝形态发生异常,主要表现为菌丝失去线性、表面凹陷、菌丝扭曲并收缩、菌丝末端膨大和菌丝破裂并折叠等。4.采用GC-IMS技术对菌株CL2产生的VOCs进行成分分析,鉴定出7种不同VOCs组分,分别是2,3-丁二酮、乙酸丁酯、2-庚酮、2-戊酮、正丁醇、异戊酸和乙偶姻。通过平板对扣法对这7种VOCs组分的抑菌活性进行了探究,结果表明主要的抑菌VOCs组分是2,3-丁二酮和异戊酸。5.将接种了病原真菌LB1的枸杞鲜果分别与菌株CL2、2,3-丁二酮和异戊酸共培养在培养皿中,研究其对病原真菌LB1的体内防控效果。分别对培养0 d、3 d、5 d、7 d的枸杞果实的腐烂率、硬度、总酚、类黄酮等生理指标进行检测。结果表明:菌株CL2产生的VOCs及其组分2,3-丁二酮和异戊酸都能显著降低枸杞果实的腐烂率,说明该菌株CL2产生的VOCs及2,3-丁二酮和异戊酸这两种组分均能抑制病原真菌LB1的体内致病活性,具有进一步被开发为枸杞采后保鲜防腐熏蒸剂的潜在研究价值。
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