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壳寡糖诱导番茄抗交链孢菌及菌毒素提取研究

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摘要

1 前言

1.1 研究背景

1.1.1 诱导抗病对于果蔬采后保鲜的研究概况

1.1.2 番茄及其黑斑病致病菌的概述

1.2 植物的诱导抗病性的基本概念

1.3 植物诱导抗病性产生的主要因素及其抗菌性物质变化

1.4 诱抗剂及其诱抗剂壳寡糖的介绍

1.5 采后壳聚糖处理对果实-病原菌互作中形态结构的影响

1.5.1 对病原菌形态结构的直接影响

1.5.2 对病原菌形态结构的间接影响

1.6 植物病原菌毒素

1.6.1 植物病原菌毒素概念

1.6.2 毒素的类型

1.6.3 毒素的化学组分

1.6.4 毒素的致病机理

1.6.5 植物病原真菌毒素的提取

1.6.6 毒素的分离纯化

1.7 本论文研究的目的和意义

1.8 主要研究内容

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 供试材料

2.1.2 主要试剂

2.1.3 主要仪器设备

2.2 实验方法

2.2.1 培养基的配制

2.2.2 壳寡糖溶液的配制

2.2.3 交链孢菌孢子的获得

2.3 壳寡糖对交链孢菌的影响效果

2.3.1 壳寡糖对菌落径向生长的抑制实验

2.3.2 不同浓度壳寡糖对病原菌细胞死活的影响

2.3.3 壳寡糖对交链孢菌孢子萌发的影响

2.3.4 壳寡糖对交链孢菌过氧化氢酶(CAT)的测定

2.3.5 诱抗剂处理后致病性测定

2.4 毒素的提取分离纯化

2.4.1 交链孢菌毒素的低温冻干法

2.4.2 交链孢菌毒素的萃取实验

2.4.3 萃取液的生物测定

2.5 交链孢菌毒素的纯化

2.5.1 薄层层析板准备

2.5.2 精毒素薄层层析(TLC)分析

2.5.3 柱层析纯化

2.5.4 精毒素高效液相色谱(HPLC)检测

2.5.5 精毒素红外光谱(FTIR)分析

2.5.6 粗毒素的气质联用检测

2.6 交链孢菌孢子和毒素分别对番茄的影响

2.6.1 在诱抗剂壳寡糖作用下测番茄发病率

2.6.2 菌孢子和毒素侵染后用光学显微观察

2.7 毒素对番茄防御酶活性影响的测定

2.7.1 过氧化物酶(POD)活性测定

2.7.2 多酚氧化酶(PPO)活性测定

2.7.3 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定

2.7.4 超氧化歧化酶(SOD)活性测定

2.8 毒素对可溶性蛋白含量的影响

2.9 毒素对番茄细胞膜损伤的测定

2.10 壳寡糖对番茄果实防黑霉病效果

3 结果与讨论

3.1 壳寡糖对交链孢菌的作用研究

3.1.1 病原菌在不同浓度壳寡糖中的生长趋势

3.1.2 壳寡糖处理经台酚兰染色菌丝细胞死活情况

3.1.3 壳寡糖对孢子萌发的影响

3.1.4 交链孢菌在含壳寡糖液体培养基中过氧化氢酶的变化

3.1.5 交链孢菌对番茄致病力测定

3.2 交链孢菌毒素的提取与分离纯化

3.2.1 毒素的提取

3.2.2 硅胶薄层层析分离

3.2.3 硅胶柱层析收集成分

3.2.4 粗毒素高效液相色谱检测

3.2.5 交链孢菌的傅里叶红外光谱分析

3.2.6 粗毒素的气质联用

3.3 交链孢菌毒素作用于番茄

3.3.1 毒素对番茄致病性检测

3.3.2 显微镜观察细胞形态

3.4 毒素处理对番茄防御酶活性的影响

3.4.1 对POD活性的影响

3.4.2 对番茄PPO活性的影响

3.4.3 对番茄PAL活性的影响

3.4.4 对番茄SOD活性的影响

3.5 对番茄果肉可溶性蛋白含量的影响

3.5.1 标准蛋白浓度曲线

3.5.2 对番茄果肉可溶性蛋白含量的影响

3.5.3 对番茄细胞膜的损伤作用

3.6 壳寡糖对番茄果实防黑霉病效果

4 结论

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢

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摘要

番茄果实营养丰富,深受各国人民喜爱,但由于果实成熟后多浆汁而易受病原菌侵染,造成腐烂,特别是交链孢菌侵染后造成毒素残留,对番茄的鲜食与加工都会造成重要损失,制约了番茄果实加工与保鲜产业的发展。以生物源壳寡糖为诱抗剂的使用,对果蔬的保鲜提供了新思路。
  本论文以壳寡糖为外源保鲜剂,以显微观察和分光光度计检测等方法对番茄交链孢菌黑霉病进行防治效果与机理的初步研究,同时针对交链孢菌的产毒素情况及其致病机制采用了高效液相和质谱分析,结合生物学检测,确定毒素在致病菌侵染中的作用机理,为以生物技术防治交链孢菌的关键侵入因子提供理论基础。首先考察了壳寡糖对交链孢菌丝和菌孢子的影响,结果表明:不同浓度(0.01 g/100mL、0.05g/100mL、0.1g/100mL)的壳寡糖对交链孢菌丝没有抑制作用,并且浓度为0.05g/100mL时具有促进作用;不同浓度的壳寡糖对菌孢子的萌发有明显的抑制作用,且浓度为0.10 g/100mL时菌孢子几乎不萌发。用不同浓度壳寡糖(0.01g/100mL、0.05g/100mL、0.1g/100mL)配制液体培养基培养交链孢菌,测定交链孢菌的过氧化氢酶(CAT)的活性,结果显示1~3天过氧化氢酶的活性受到抑制,随后过氧化氢酶活性上升,而且,壳寡糖浓度越高,过氧化氢酶活力越低。
  利用展开剂(乙酸乙酯∶甲醇∶水=7∶2∶1,v/v/v)对粗毒素展开,经显色发现,有四种主要成分。粗毒素经硅胶柱柱层析后,共收集到36瓶洗脱液,主要活性成分集中在10~19瓶。将收集的第10~19瓶洗脱液合并,称为精毒素。粗毒素经液相色谱分析,成分较单一,主要含一种物质,保留时间在3.492 min处。红外光谱检测表明,出峰主要在指纹吸收带,交链孢菌中可能含有N-H,-CH2,C=C等基团,集中在伸缩振动区可能含C-O,C-N,C-C基团。将粗毒素样品,利用气相色谱-质谱联用技术分析,共检测出七种主要有机化合物,其主要成分为环嗪酮(hexazinone),化学分子式为C12H20N4O2,分子量为252.31,别名,林草净,是一种除草剂的主要成分。
  毒素原液对番茄的4种防御酶POD、PPO、PAL、SOD都有明显的抑制作用,而防御酶活性的降低是番茄抗病性下降的主要原因;将毒素原液稀释,抑制作用减弱,当稀释到20倍时,防御酶活性反而增加。当用0.05 g/100 mL浓度壳寡糖提前处理番茄时,再注入毒素原液,番茄的防御酶活性有所加强,并起到了对番茄果实抗病的效果。所以,毒素具有双重作用,高浓度下对寄主的致病作用明显,低浓度时反而能促进植物防御酶活性的增强。通过对番茄细胞的可溶性蛋白含量和电导率分析发现,毒素浓度越高,番茄细胞的可溶性蛋白含量越低,细胞的透性越大。当用0.05 g/100 mL浓度的壳寡糖溶液处理后,番茄细胞的蛋白含量明显增加,细胞膜透性也变小了。

著录项

  • 作者

    祖庆勇;

  • 作者单位

    天津科技大学;

  • 授予单位 天津科技大学;
  • 学科 食品工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 郭红莲;
  • 年度 2013
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 S609.3;
  • 关键词

    壳寡糖; 番茄; 交链孢菌; 保鲜工艺; 菌毒素;

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