付國瑞 張艷芳
摘要 本文測定了茶多酚處理對馬鈴薯干腐病菌硫色鐮刀菌的抑制效果。結(jié)果表明,茶多酚處理對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)影響不大;0.1%茶多酚處理對硫色鐮刀菌的菌落直徑與對照相比無顯著性差異,0.5%、1.0%茶多酚處理硫色鐮刀菌菌落直徑較對照組分別降低了32.8%和51.4%;0.5%、1.0%茶多酚處理可完全抑制馬鈴薯接種硫色鐮刀菌病斑直徑的擴(kuò)展;0.5%茶多酚處理對抑制硫色鐮刀菌產(chǎn)毒能力最好。由此表明,茶多酚可通過直接抑菌抑制馬鈴薯的干腐病。
關(guān)鍵詞 馬鈴薯;茶多酚;硫色鐮刀菌
中圖分類號 TS201.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2018)12-0108-03
Abstract This study investigated the effects of tea-polyphenols at different concentrations against Fusarium sulphureum of dry rot pathogen in potato tubers.Results indicated that tea-polyphenols at different concentrations treatment had a little influence on the spore germination of F.sulphureum.The colony diameter had no significant differences between 0.1% tea-polyphenols treatment and the control.The colony diameter of F.sulphureum treated by 0.5% and 1.0% of the tea-polyphenols reduced by 32.8% and 51.4% respectively than that of control. 0.5% and 1.0% of tea-polyphenols treatment could completely inhibit the development of colony diameter inoculated with F.sulphureum.Tea-polyphenols could also effectively inhibit toxin-producing of F.sulphureum,the optimum treatment concentration was 0.5%. It is proposed that tea-polyphenols treatment could directly inhibit pathogen growth and decrease dry rot of potato tubers by induced resistance.
Key words potatoes;tea-polyphenols;F.sulphureum
干腐病是我國西北地區(qū)馬鈴薯塊莖貯藏期的真菌性病害,其發(fā)生與多種鐮刀菌有關(guān),其中硫色鐮刀菌是最重要的病原物,其產(chǎn)生的真菌毒素不僅引起人畜急性中毒,還可致癌、致畸、致突變等[1]。隨著我國病蟲害綠色防控技術(shù)的推行,干腐病防治由以化學(xué)殺菌劑為主轉(zhuǎn)向了植物源農(nóng)藥篩選。
茶多酚是茶葉中酚類及其衍生物的總稱,具有較強(qiáng)的抗氧化和抑菌作用,對土壤脲酶和土壤真菌[2]、黃曲霉[3]等有較強(qiáng)的抑制作用。目前的研究以茶多酚的藥理、病理、毒理學(xué)以及茶多酚的保顏、保鮮及除臭作用為主,其中對細(xì)菌的作用研究較多,但關(guān)于茶多酚對硫色鐮刀菌生長及產(chǎn)毒能力的影響尚未見報道。因此,本文研究茶多酚處理對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)、菌落生長、損傷接種馬鈴薯塊莖切片病斑直徑以及產(chǎn)毒能力的影響,以期為干腐病的防治提供借鑒。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
供試馬鈴薯品種為隴薯3號,2016年10月采于甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院渭源縣會川實(shí)驗(yàn)基地;供試病原菌硫色鐮刀菌,由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)所提供;茶多酚,由北京索萊寶生物科技有限公司生產(chǎn);綠豆種子,購自華聯(lián)連鎖超市蘭州安寧店。馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基,每1 L培養(yǎng)基含土豆200 g、葡萄糖20 g、瓊脂15~20 g、水1 000 mL,自然pH;瓊脂,由北京康倍斯科技有限公司生產(chǎn)。
試驗(yàn)儀器有SW-CJ-2FD潔凈工作臺、LDZX-30KBS立式壓力蒸汽滅菌鍋、DHP-9272B型恒溫培養(yǎng)箱、TH2-312臺式恒溫振蕩器。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 孢子懸浮液的配制。參照文獻(xiàn)[4],將帶菌PDA平皿在26 ℃下培養(yǎng)7 d,取出后加入含0.05% Tween-80的無菌水約10 mL,用涂布器刮下平板上的病原菌孢子,然后轉(zhuǎn)入50 mL三角瓶中,在VXH-3微型旋渦混合器上振蕩15 s,再用雙層紗布過濾,濾液用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)算出孢子懸浮液的濃度后,最后稀釋至所需濃度(1 × 106孢子/mL)。
1.2.2 茶多酚處理對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)的影響。參照文獻(xiàn)[5],用鑷子夾取直徑為8 mm的2%瓊脂培養(yǎng)基圓餅置于滅菌的載玻片上,然后分別加10 μL 0.062 5%、0.125 0%、0.250 0%、0.500 0%和1.000 0%的茶多酚于培養(yǎng)基上,茶多酚溶液用無菌蒸餾水配制,以無菌水作為對照,再在其上加入10 μL 孢子懸浮液置于28 ℃下培養(yǎng),每隔1 h鏡檢孢子萌發(fā)率,直到對照組基本完全萌發(fā)。每次鏡檢100個孢子,3次重復(fù)。
1.2.3 茶多酚處理對硫色鐮刀菌菌落直徑的影響。參照文獻(xiàn)[6]及1.2.2結(jié)果,分別取200 μL 0.100%、0.500%和1.000%的茶多酚溶液,均勻涂布于裝有20 mL PDA、直徑為90 mm的培養(yǎng)皿中,將直徑為8 mm的菌餅倒置接于培養(yǎng)皿中央,于28 ℃下避光培養(yǎng)5 d,以無菌水作為對照測定菌落直徑,每個處理做3個平行,3次重復(fù)。
1.2.4 茶多酚處理對硫色鐮刀菌損傷接種馬鈴薯塊莖切片病斑直徑的影響。參照文獻(xiàn)[7]的方法并改進(jìn),選取外觀平整、無病蟲害、無損傷的馬鈴薯置于2%次氯酸鈉溶液中浸泡2 min,取出后用清水洗凈切成1 cm厚的切片,然后用直徑為35 mm的打孔器打成圓片,切片先用無菌水清洗,再用75%酒精擦洗并在酒精燈上灼燒以去除多余的酒精,后置于滅菌的濕濾紙上,室溫下黑暗放置4 h,取200 μL 0.100%、0.500%、1.000%的茶多酚溶液用涂布器均勻涂布在馬鈴薯切片上,以無菌水作為對照,室溫下黑暗放置24 h,分別取PDA上培養(yǎng)7 d、直徑為8 mm的硫色鐮刀菌菌餅倒置接在馬鈴薯切片中央,3 d后用十字交叉法測量病斑直徑,記錄數(shù)據(jù)。每個處理8個切片,3次重復(fù)。
1.2.5 茶多酚處理對硫色鐮刀菌產(chǎn)毒能力的影響。參照魏晉梅等[8]方法并改進(jìn),第1組用不同濃度茶多酚處理的F. sul-pureum培養(yǎng)濾液對綠豆種子胚根長度的影響表示F.sulpur-eum產(chǎn)毒情況。將飽滿均勻的綠豆種子用2%次氯酸鈉溶液表面消毒5 min,用無菌水沖洗3次,放入鋪有滅菌濾紙、加入2 mL培養(yǎng)濾液和3 mL無菌水(稀釋度為1∶1.5)的培養(yǎng)皿內(nèi),在26~28 ℃恒溫、黑暗條件下培養(yǎng)3 d后,測量胚根長度,計(jì)算平均值。第2組茶多酚對綠豆種子胚根長度的影響,試驗(yàn)方法同第1組。每處理用種子20粒,3次重復(fù)。
2 結(jié)果與分析
2.1 茶多酚處理對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)的影響
由圖1可知,不同濃度茶多酚溶液對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)的影響差異不大,對照組基本完全萌發(fā)時,茶多酚處理組也基本萌發(fā),隨茶多酚濃度增大萌發(fā)率下降。不同的是茶多酚處理組與對照相比菌絲較短。此外,1.000 0%茶多酚溶液因顏色較深不易觀察孢子萌發(fā),數(shù)據(jù)誤差大,未列出結(jié)果。
2.2 茶多酚處理對硫色鐮刀菌菌落直徑的影響
由圖2可以看出,不同濃度茶多酚處理對硫色鐮刀菌菌落生長的抑制效果存在差異,表現(xiàn)為濃度越高抑制效果越明顯,其中1.000%茶多酚抑制效果最好。0.100%和0.500%的茶多酚對硫色鐮刀菌的菌落生長具有一定的抑制作用,相對于對照組而言分別降低了21.4%和32.8%。
2.3 茶多酚處理對損傷接種塊莖切片病斑直徑的影響
由圖3可知,茶多酚處理可有效抑制損傷接種塊莖切片病斑直徑的擴(kuò)展,但抑制效果存在差異。其中,以0.500%處理效果最好,0.100%處理效果與對照差異不顯著,0.500%和1.000%處理可完全抑制損傷接種病斑直徑的擴(kuò)展。
2.4 茶多酚處理對硫色鐮刀菌產(chǎn)毒能力的影響
由圖4可知,茶多酚對綠豆胚根生長有一定影響,尤其是濃度為1.0%時,促進(jìn)胚根生長,這可能是由于較高濃度茶多酚刺激分生組織,或者提供了營養(yǎng)物質(zhì)。
由圖5可知,茶多酚處理過的病原菌培養(yǎng)基濾液對綠豆胚根長度影響存在差異,其中0.5%的抑制產(chǎn)毒能力最好,0.1%次之,產(chǎn)毒能力分別較對照下降73.3%和50.0%。然而,1.0%茶多酚處理對硫色鐮刀菌產(chǎn)毒有一定刺激作用。
3 結(jié)論與討論
3.1 討論
本研究表明,不同濃度的茶多酚溶液對硫色鐮刀菌孢子萌發(fā)影響差異不大,不同的是用茶多酚處理后菌絲較對照組變短。由于抑菌劑可破壞真菌細(xì)胞,使菌絲扭曲、變形甚至折斷,使胞內(nèi)外物質(zhì)交換受阻,導(dǎo)致細(xì)胞對營養(yǎng)物質(zhì)吸收降低、生物大分子合成受阻,嚴(yán)重時導(dǎo)致細(xì)胞死亡[9]。
不同濃度茶多酚處理對硫色鐮刀菌菌落生長的抑制效果存在差異,表現(xiàn)為濃度越高抑制效果越明顯。研究表明,茶多酚可破壞菌體細(xì)胞壁、細(xì)胞膜,使膜系統(tǒng)通透性驟然加大,有的甚至完全破裂,菌體內(nèi)大量細(xì)胞質(zhì)外溢,最終導(dǎo)致菌體細(xì)胞死亡[10]。
不同濃度茶多酚處理對硫色鐮刀菌產(chǎn)毒能力的影響存在差異,其中茶多酚濃度為0.5%時的抑制產(chǎn)毒能力最好。研究證明,絲狀真菌的次級代謝產(chǎn)物,例如黃曲霉素的產(chǎn)生與氧化應(yīng)激有密切關(guān)系,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)活性氧增多時,氧化應(yīng)激能引發(fā)并加強(qiáng)黃曲霉素的生物合成[11]。因此,具有抗氧化活性的物質(zhì)能抑制黃曲霉素的合成[12]。茶多酚極有可能擾亂產(chǎn)毒真菌的氧化狀態(tài),改變真菌體內(nèi)的信號傳導(dǎo),抑制或延滯產(chǎn)毒基因的表達(dá),最終導(dǎo)致硫色鐮刀菌的毒素生物合成量下降。
3.2 結(jié)論
茶多酚處理可在一定程度上抑制硫色鐮刀菌的菌落擴(kuò)展、損傷接種塊莖切片的病斑直徑擴(kuò)展以及產(chǎn)毒能力,其中0.5%茶多酚對馬鈴薯干腐病抑制效果最好。由此表明,茶多酚除了直接的抑菌作用外,還具有誘導(dǎo)馬鈴薯塊莖抗病性的功能。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 孫小娟,李永才,畢陽,等. 西北地區(qū)馬鈴薯貯藏期病害調(diào)查分析[J].中國馬鈴薯,2009,2(6):364-365.
[2] QIU Y X,WANG J L.A study on soilure-ase inhibition by tea-polyphenol[J].Chin Sci Abstracts,2000,6:1286-1288.
[3] 徐丹,石偉力,宋宏新,等.茶多酚對黃曲霉生長及產(chǎn)毒能力的影響[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報,2014,19(5):550-552.
[4] 周德慶.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教程[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.
[5] 楊玲玉,孟祥紅,劉成圣,等.殼聚糖的抗菌性及其對果實(shí)病害的防治研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,42(2):626-635.
[6] 盛占武,畢陽,鄯晉曉,等. 采后硅酸鈉處理對馬鈴薯干腐病的抑制[J].食品工業(yè)科技,2007,28(9):190-192.
[7] RAY H,HAMMERSCHMIDT R.Responses of potato tuber toin fection by Fusarium sambucinum[J].Physiological and Molecular Plant Pathology,1998,53(2):81-92.
[8] 魏晉梅,周圍,畢陽. 粉紅單端孢體外產(chǎn)毒條件的探討及粗毒素活性測定[J].食品工業(yè)科技,2007,28(5):110-112.
[9] 謝小梅,方建茹,許楊. 肉桂醛抗黃曲霉作用的研究[J].食品科學(xué),2004,25(9):32-34.
[10] 汪金蓮,邱業(yè)先,陳宏偉,等.茶多酚對幾種植物病原真菌的抑制作用及機(jī)理研究[D].蘇州:蘇州科技學(xué)院,2008.
[11] SUNG-YONG HONG,ROZE L V,LINZ J E.Oxidative stress-related transcription factors in the regulation of secondary metabolism[J].Toxins,2013,5(4):683-702.
[12] ROBERT A H,REBECCA S B,GARY A P.Diverse inhibitors of aflato-xin biosynthesis[J].Applied Microbiology and Bio-technology,2008,78(4):559-572.
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技2018年12期