由意大利青霉(Penicillium italicum,Pi)侵染引发的柑橘青霉病在果实采后运输、贮藏和销售等环节极易发生,而生产中基本上使用化学杀菌剂以达到高效快速控制柑橘果实真菌病害的目的,这严重制约了世界柑橘产业的健康发展。从白薇中分离得到的菲骈吲哚里西丁生物碱—安托芬,是一种植物源高效、广谱性抑菌剂,其水溶性好,在果蔬采后保鲜和病害防治中具有广泛的应用前景。目前有关安托芬处理防治柑橘果实采后真菌病害的研究报道甚少。
近日,FQS在线发表了江西农业大学农学院陈金印教授团队题为Integrative cytology and proteome alterations unravel the multi-target effect of a novel alkaloid antofine against Penicillium italicum(文章链接:https://doi.org/10.1093/fqsafe/fyad001,全文免费下载)的研究论文。
本研究以Pi为靶标菌,在离体抑菌条件下,通过细胞学及TMT定量蛋白组技术和菌丝生理生化指标的测定,解析安托芬通过影响细胞膜系统和线粒体功能等途径来抑制Pi生长,较为系统地探究了安托芬控制柑橘采后青霉病发生的多靶点作用机制。
主要结论如下:安托芬对Pi具有直接抑菌作用,且抑菌作用具有浓度依赖性,其对Pi的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC)为1.56 mg/L和6.25 mg/L。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及碘化丙啶染色观察安托芬对Pi细胞超微结构的变化,发现经安托芬处理的Pi菌丝形态异常,细胞膜皱缩、破损、干瘪,细胞质消解,细胞内部结构杂乱分布,细胞器模糊或消失,呈现出空泡现象。利用TMT蛋白组技术共定量到95种显著差异蛋白(|FC|≥1.5, P<0 .05),这些deps在碳源代谢、线粒体能量代谢、氧化应激反应、氨基酸代谢/降解等过程中起着关键作用。进一步通过测定菌丝中atp含量及相关线粒体脱氢酶活性验证了随着安托芬处理浓度的增加,pi胞内线粒体功能和能量代谢逐渐失衡。在果实活体损伤接种实验表明,安托芬处理后的纽荷尔脐橙和椪柑果实病斑直径及其发病率显著降低,其中两者ec50p为40.01 mg/l和79.68 mg/l。
该研究为安托芬对柑橘采后Pi的多靶点抑菌机制提供了重要见解,证明了其在食品安全和果蔬采后保鲜中的潜在应用价值。
该研究得到了国家自然科学基金(32002104和32060703)、江西省现代农业(柑橘)产业技术体系(JXARS-07)等项目的资助。