本發(fā)明屬于水果病蟲(chóng)害防治領(lǐng)域,具體涉及植物多酚在制備防治柑橘采后綠霉病藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
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柑橘綠霉病是柑橘采后果實(shí)最主要的病害,其造成的損失約占總損失的90%以上。目前生產(chǎn)上主要使用噻菌靈、抑霉唑等化學(xué)殺菌劑防治柑橘綠霉病,然而長(zhǎng)期使用這些藥劑常會(huì)引發(fā)病菌的抗藥性問(wèn)題,致使防治效果逐漸下降,甚至失效。此外,長(zhǎng)期大量使用化學(xué)殺菌劑,容易對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害。
單寧是一類高等植物產(chǎn)生的天然多酚類物質(zhì)。已有研究表明,單寧對(duì)多種病原細(xì)菌、真菌具有較好的抑菌活性。本發(fā)明創(chuàng)造將豐富柑橘綠霉病的防治手段,降低對(duì)化學(xué)殺菌劑的依賴,提高柑橘果實(shí)的食用安全性,增加單寧的經(jīng)濟(jì)附加值。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種單寧在制備抗指狀青霉菌Penicillium digitatum藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單寧對(duì)柑橘綠霉病菌指狀青霉菌Penicillium digitatum具有很好的抑制作用,其最小抑菌濃度MIC為1mg/ml。并且單寧能夠抑制指狀青霉菌Penicillium digitatum的萌發(fā),對(duì)柑橘綠霉病的發(fā)生有很好的防治效果。
因此,本發(fā)明提供了單寧在制備抗指狀青霉菌Penicillium digitatum藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明第二個(gè)目的是提供單寧在制備防治柑橘綠霉病藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明第三個(gè)目的是提供一種防治柑橘采后綠霉病的方法,其特征在于,包括以下步驟:
選無(wú)傷和無(wú)病蟲(chóng)斑痕的柑橘果實(shí),將其浸泡于200~800μg/ml的單寧水溶液中1~3min,然后置于陰涼通風(fēng)處自然晾干,單果套袋包裝貯藏。
所述的200~800μg/ml的單寧水溶液是將單寧溶于水中,配置成相應(yīng)濃度即可。
優(yōu)選,是將柑橘果實(shí)浸泡于500μg/ml的單寧水溶液中2min。500μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病的抑制率為70.3%,其處理的柑橘綠霉病發(fā)病率僅為2.3%。而清水對(duì)照處理的柑橘綠霉病發(fā)病率為7.6%。
本發(fā)明所采用的單寧是一種天然多酚類化合物,其對(duì)柑橘綠霉病菌指狀青霉菌Penicillium digitatum的孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)都具有較好的抑制作用,能夠顯著降低柑橘果實(shí)采后綠霉病的發(fā)生,有效延長(zhǎng)了柑橘果實(shí)的貯藏期,并且不影響柑橘果實(shí)品質(zhì),在柑橘果實(shí)防腐保鮮領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的保藏處理方法簡(jiǎn)單,操作容易。
附圖說(shuō)明:
圖1是不同濃度單寧對(duì)柑橘綠霉病菌菌絲生長(zhǎng)的抑制效果;
圖2是不同濃度單寧對(duì)柑橘綠霉病菌孢子萌發(fā)的影響;
圖3是接種后單寧處理對(duì)柑橘綠霉病菌防治效果;
圖4是單寧處理對(duì)柑橘果實(shí)病斑柑橘綠霉病菌DNA含量的影響;
圖5是單寧對(duì)柑橘綠霉病菌細(xì)胞壁完整性的影響。
具體實(shí)施方式:
以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明,而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1:
一、實(shí)驗(yàn)材料和方法
實(shí)驗(yàn)材料:
將柑橘綠霉病菌菌株P(guān)enicillium digitatum接種于馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA,馬鈴薯200g,葡萄糖20g,瓊脂20g,水1L)斜面上,25℃培養(yǎng)7d,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
單寧購(gòu)自天津市福晨化學(xué)試劑廠。
實(shí)驗(yàn)方法:
1、菌落生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum的孢子懸浮液(5μl 1×106spores/ml)接種于含200、400、600、800和1000μg/ml單寧的PDA平板上,加入等量無(wú)菌水作為對(duì)照,25℃培養(yǎng)7d。十字交叉法測(cè)定菌落直徑。每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。抑制率(%)=(水對(duì)照菌落直徑-單寧處理菌落直徑)/水對(duì)照菌落直徑×100%。
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子懸浮液(5μl 1×106spores/ml)接種于含200、400、600、800和1000μg/ml單寧的PDA平板上,加入等量無(wú)菌水作為對(duì)照,25℃培養(yǎng)培養(yǎng)3d。觀察柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum的生長(zhǎng)情況,導(dǎo)致柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲不能生長(zhǎng)的最低單寧濃度,即為單寧對(duì)柑橘綠霉病菌生長(zhǎng)的最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC),每個(gè)濃度設(shè)置三個(gè)重復(fù)。
2、孢子萌發(fā)抑制試驗(yàn)
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum的孢子懸浮液(10μl 1×104spores/ml)分別接種于含200、400和600μg/ml單寧的PDA培養(yǎng)基平板上,加入等量無(wú)菌水作為對(duì)照。25℃培養(yǎng)12h,顯微鏡觀察統(tǒng)計(jì)孢子萌發(fā)情況。當(dāng)芽管長(zhǎng)度大于兩倍孢子長(zhǎng)度時(shí)視為孢子萌發(fā)。孢子萌發(fā)率(%)=萌發(fā)孢子數(shù)/(萌發(fā)孢子數(shù)+未萌發(fā)孢子數(shù))×100%。每個(gè)處理至少觀察100個(gè)孢子。
3、接種試驗(yàn)
選無(wú)傷和無(wú)病蟲(chóng)斑痕的椪柑果實(shí)。用2%次氯酸鈉溶液浸泡椪柑果實(shí)5min,清水沖洗三次,晾干。用接種針在椪柑果實(shí)赤道面位置上扎一個(gè)傷口。將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子懸浮液(10μl 1×105spores/ml)接種于椪柑傷口處,接種果實(shí)于室溫下放置2h,然后在含500μg/ml單寧的水溶液中浸泡2min,等體積的清水浸果做對(duì)照。自然晾干,裝入塑料盒中,噴水保濕,室溫貯藏。貯藏7d觀察發(fā)病率。每個(gè)處理重復(fù)三次,每個(gè)重復(fù)處理10個(gè)果實(shí)。
用手術(shù)刀刮取傷口處病斑,測(cè)定病斑重量。采用CTAB法提取病斑處總DNA。取適量的病斑樣品,加入1ml CTAB,65℃溫浴1h,10000g,離心10min。取上清,加入等體積氯仿/異戊醇(24:1),震蕩混勻。10000g,離心1min。取上清,加入等體積異戊醇沉淀。10000g,離心10min。加入1ml 75%乙醇漂洗。10000g,離心10min。棄上清,晾干。加入50μl水溶解DNA,-20℃保存。
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子懸浮液(500μl 1×106spores/ml)接種于100ml PDB培養(yǎng)基中,25℃,180rpm振蕩培養(yǎng)3d,無(wú)菌紗布過(guò)濾收集菌絲,液氮研磨,采用CTAB法提取柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲基因組DNA,Nanodrop 2000超微量分光光度計(jì)測(cè)定DNA濃度。將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲基因組DNA用ddH2O稀釋成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)品。使用Premix Ex TaqTM Ⅱ熒光定量試劑盒,以標(biāo)準(zhǔn)品作為模板,以Actin-F(CGTTCGTGACATCAAGGA)和Actin-R(ATACCGCCAGACTCAAGA)為引物,在480II熒光定量PCR儀上進(jìn)行熒光定量PCR。10μl熒光定量PCR體系:模板1μl,熒光定量PCR上、下游引物各0.4μl,Premix Ex TaqⅡ5μl,ddH2O 3.2μl。PCR反應(yīng)程序?yàn)?95℃預(yù)變性30s,95℃5s,60℃30s,循環(huán)40次。60-95℃程序升溫檢測(cè)融解曲線。根據(jù)熒光值的變化,建立柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum Actin基因絕對(duì)熒光定量PCR標(biāo)準(zhǔn)曲線,檢測(cè)重復(fù)3次。
依照上述方法對(duì)病斑處柑橘綠霉病菌的DNA進(jìn)行熒光定量PCR,每個(gè)DNA樣品做三個(gè)重復(fù)。根據(jù)起始拷貝數(shù),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算病斑處柑橘綠霉病菌DNA的含量。
4、機(jī)理研究
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子懸浮液(5μl 1×106spores/ml)接種于含250μg/ml單寧和0.15‰SDS的PDA平板上,以不加單寧和SDS作為對(duì)照,25℃培養(yǎng)7d。十字交叉法測(cè)定菌落直徑并計(jì)算菌落生長(zhǎng)抑制率。每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。
二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1、單寧明顯抑制柑橘綠霉病菌菌絲生長(zhǎng)
圖1為不同濃度單寧對(duì)柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲生長(zhǎng)的抑制效果。與無(wú)菌水對(duì)照相比,400μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲生長(zhǎng)的抑制率為40.8±2.6%。600μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum菌絲生長(zhǎng)的抑制率為67.2±4.0%。當(dāng)PDA培養(yǎng)基中單寧的終濃度達(dá)到800μg/ml時(shí),抑制率高達(dá)83.9±2.0%。
MIC實(shí)驗(yàn)表明,單寧對(duì)柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum生長(zhǎng)的最小抑菌濃度MIC為1mg/ml。
2、單寧抑制柑橘綠霉病菌孢子的萌發(fā)
柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子在不含單寧的PDA培養(yǎng)基上的萌發(fā)率為92%。而柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子在含400μg/ml單寧的PDA培養(yǎng)基上的萌發(fā)率為45%,相應(yīng)的孢子萌發(fā)抑制率為51%。當(dāng)PDA培養(yǎng)基中單寧的終濃度達(dá)到600μg/ml時(shí),柑橘綠霉病菌的孢子都沒(méi)有萌發(fā)(圖2)。并且,孢子膨大變形。
3、單寧明顯降低柑橘綠霉病菌在柑橘果實(shí)傷口處的侵染
將柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum孢子懸浮液分別接種于柑橘果實(shí)上,接種2h,用500μg/ml單寧水溶液浸果處理。室溫保濕培養(yǎng),觀察發(fā)病情況。接種2d,接種柑橘綠霉病菌后浸水處理的柑橘果實(shí)傷口處出現(xiàn)明顯的水漬狀,而接種柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum后單寧浸泡處理的柑橘果實(shí)傷口處并沒(méi)有上述癥狀。接種7d,單寧處理的柑橘果實(shí)病斑較小,病斑直徑僅為對(duì)照(接種后浸水處理)的60%左右(圖3)。
同時(shí),本實(shí)驗(yàn)利用熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)病斑處柑橘綠霉病菌DNA的含量。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為Y=-3.0716X+22.954,其回歸系數(shù)R2=0.995。溶解曲線表現(xiàn)為單一的峰。根據(jù)起始拷貝數(shù),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算病斑處柑橘綠霉病菌DNA的含量。接種7d,接種柑橘綠霉病菌后浸水處理的柑橘果實(shí)傷口處柑橘綠霉病菌基因組DNA含量高達(dá)205.83±7.44μg,而500μg/ml單寧對(duì)人工接種柑橘綠霉病菌的抑制率為90.5%,其對(duì)應(yīng)的柑橘綠霉病菌基因組DNA含量為19.58±1.72μg(圖4)。
4、單寧對(duì)柑橘綠霉病菌抑菌機(jī)理的研究
利用SDS脅迫,研究單寧對(duì)柑橘綠霉病菌Penicillium digitatum細(xì)胞壁完整性的影響(圖5)。在不添加單寧時(shí),0.15‰SDS對(duì)柑橘綠霉病菌菌落生長(zhǎng)的抑制率僅為29.3%。當(dāng)添加250μg/ml單寧時(shí),0.15‰SDS對(duì)柑橘綠霉病菌菌落生長(zhǎng)的抑制率高達(dá)58.9%。結(jié)果表明,單寧破壞了柑橘綠霉病菌細(xì)胞壁的完整性,導(dǎo)致柑橘綠霉病菌對(duì)SDS的敏感性更高。表明單寧通過(guò)破壞細(xì)胞壁的完整性,抑制柑橘綠霉病菌的生長(zhǎng)。
綜上所述,單寧通過(guò)破壞柑橘綠霉病菌細(xì)胞壁完整性,引起胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外滲,實(shí)現(xiàn)對(duì)菌落生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)的抑制作用。離體接種實(shí)驗(yàn)和貯藏實(shí)驗(yàn)表明500μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病的發(fā)生有很好的防治效果。
實(shí)施例2
選無(wú)傷和無(wú)病蟲(chóng)斑痕的砂糖橘果實(shí)。采前一個(gè)月未噴施農(nóng)藥。將其浸泡于500μg/ml的單寧水溶液中2min,置于陰涼通風(fēng)處自然晾干,裝入塑料盒中,室溫貯藏。貯藏7d后統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。每個(gè)處理重復(fù)三次,每個(gè)重復(fù)處理100個(gè)果實(shí)。所述的500μg/ml的單寧水溶液是將500微克的單寧置于1ml水中,混合均勻后得到500μg/ml的單寧水溶液。貯藏實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,清水對(duì)照處理的柑橘綠霉病發(fā)病率為7.6%。500μg/ml單寧水溶液對(duì)柑橘綠霉病的抑制率為70.3%,其處理的柑橘綠霉病發(fā)病率僅為2.3%。
實(shí)施例3
選擇成熟度達(dá)到商業(yè)要求的柑橘果實(shí),將其浸泡于200μg/ml的單寧水溶液中3min,置于陰涼通風(fēng)處自然晾干,單果套袋包裝,貯藏。貯藏7d后統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。每個(gè)處理重復(fù)三次,每個(gè)重復(fù)處理100個(gè)果實(shí)。所述的200μg/ml的單寧水溶液是將200微克的單寧置于1ml水中,混合均勻后得到200μg/ml的單寧水溶液。貯藏實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明。200μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病的抑制率較好,其處理的柑橘綠霉病發(fā)病率較低。
實(shí)施例4
選擇成熟度達(dá)到商業(yè)要求的柑橘果實(shí),將其浸泡于800μg/ml的單寧水溶液中1min,置于陰涼通風(fēng)處自然晾干,單果套袋包裝,貯藏。貯藏7d后統(tǒng)計(jì)發(fā)病率。每個(gè)處理重復(fù)三次,每個(gè)重復(fù)處理100個(gè)果實(shí)。所述的800μg/ml的單寧水溶液是將800微克的單寧置于1ml水中,混合均勻后得到800μg/ml的單寧水溶液。800μg/ml單寧對(duì)柑橘綠霉病的抑制率較好,其處理的柑橘綠霉病發(fā)病率較低。