马铃薯糖苷生物碱对腐皮镰刀菌呼吸作用及其活性氧代谢的影响.docx

微生物学通报 Microbiology China /wswxtbcn Jul. 20, 2023, 50(7): 2937?2949 DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221000 Copyright ?2023 Microbiology China All Rights Reserved 研究报告 研究报告 马铃薯糖苷生物碱对腐皮镰刀菌呼吸作用及其活性 氧代谢的影响 丁德东 1 ，赵吉桃 1 ，何静*1,2 ，候彩霞 1 ，李南 1 ，张崇庆 1 ，赵倩 1 1 甘肃农业大学林学院，甘肃 兰州 730070 2 甘肃省枸杞无害化栽培工程研究中心， 甘肃 兰州 730070 丁德东 丁德东, 赵吉桃, 何静, 候彩霞, 李南, 张崇庆, 赵倩. 马铃薯糖苷生物碱对腐皮镰刀菌呼吸作用及其活性氧代谢的影 响[J]. 微生物学通报, 2023, 50(7): 2937-2949. DING Dedong, ZHAO Jitao, HE Jing, HOU Caixia, LI Nan, ZHANG Chongqing, ZHAO Qian. Potato glycoalkaloids affect the respiration and reactive oxygen species metabolism ofFusarium solani[J]. Microbiology China, 2023, 50(7): 2937-2949. 摘 要：【背景】腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是一种分布较为广泛的致病性真菌，可引起多种植 物的土传病害，是枸杞根腐病的主要致病菌之一。马铃薯糖苷生物碱(potato glycoside alkaloids, PGA)为一类植物源提取物，其原材料种植广泛、成本低廉，对腐皮镰刀菌具有较强的抑菌活性。 【目的】探究 PGA 对腐皮镰刀菌呼吸作用及活性氧(reactive oxygen species, ROS)代谢的影响，从 能量代谢角度揭示其可能的抑菌机理。 【方法】以马铃薯芽为原材料，采用乙酸-氨水沉淀法提取 PGA，以腐皮镰刀菌为供试病原菌， 通过 PDA 和 PDB 培养体系考察 PGA 对腐皮镰刀菌菌丝生长 的抑制作用，并确定半最大效应浓度(EC50)； 采用氧电极仪检测 PGA 对腐皮镰刀菌呼吸作用的影 响；并通过 PDB 液态培养试验体系，研究 PGA 对腐皮镰刀菌抗氧化酶系统、 ROS 及其代谢产物 丙二醛(malondialdehyde, MDA)的影响。【结果】PGA 处理下菌丝体呼吸速率明显下降，且随着 PGA 处理时间的延长， 表现出一定的时间浓度效应。PGA 处理使胞内过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2?) 含量显著增高(P<0.05)，引起了细胞体内过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT) 和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)抗氧化酶系统的失衡，加剧了膜脂过氧化进程，导 致 MDA 含量增加。透射电镜结果显示， PGA 处理的腐皮镰刀菌线粒体膜组织破裂，线粒体内含 物逐渐流失， 线粒体消亡。 【结论】PGA 抑制了腐皮镰刀菌呼吸作用及活性氧代谢， 破坏了其能量 代谢途径的主要细胞器—— 线粒体，最终抑制了病原菌菌丝的生长。 关键词： 马铃薯糖苷生物碱；腐皮镰刀菌； 呼吸作用； 活性氧；抗氧化酶系 资助项目：国家自然科学基金 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China . *Corresponding author. E-mail: hejing268@ Received: 2022-10-12; Accepted: 2022-11-18; Published online: 2023-01-05 2938 微生物学通报 Microbiol. China Potato glycoalkaloids affect the respiration and reactive oxygen species metabolism ofFusarium solani DING Dedong1, ZHAO Jitao1, HE Jing*1,2, HOU Caixia1, LI Nan1