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1、枯茗醛对黄曲霉生长的抑制作用及机理初探黄曲霉广泛分布于自然界,是引起食品霉变的主要因素。食品霉变不仅降低食品营养价值,而且黄曲霉还会分泌黄曲霉毒素B1（AFB1）等致癌物,严重危害公众健康。植物精油作为一种高效无毒的天然抑菌物质,在黄曲霉等真菌的控制中有很好的应用前景。前期研究发现孜然精油能够有效抑制黄曲霉生长,但其抑菌因子及作用机理尚不明确。因此,本文首先从黄曲霉孢子萌发、菌丝体生长及菌体超微结构、AFB1合成等方面综合考察孜然精油主要成分—枯茗醛对黄曲霉生长及产毒的抑制效果,并就孜然精油在花生贮藏保鲜中的应用进行
2、了研究;然后联合RNA-Seq和蛋白DIA定量技术分析枯茗醛对黄曲霉基因转录及蛋白表达水平的影响,筛选差异表达基因和蛋白,预测枯茗醛对黄曲霉的抑制作用靶点;最后从基因水平、蛋白水平、代谢水平等方面综合分析枯茗醛对黄曲霉生长的抑制作用,并对其机理进行初步探究,主要结果如下:1.枯茗醛对黄曲霉生长有明显的抑制作用,较对照组,0.8μL/mL枯茗醛作用后,孢子萌发抑制率为93%,且大多数分生孢子失去萌发能力,对菌丝生物量抑制率高达99.8%;1.5μL枯茗醛挥发接触,使得菌落生长速率降低67.2%,延滞期增长至3.8倍,同时经体视显微镜观察发现菌落表观形态破坏较为显著;再通过SEM及TE
3、M进一步观察其孢子及菌丝体表面微观结构,出现畸形甚至扭曲断裂,细胞结构模糊不清且形状不规则;对产毒的抑制率达95.54%,说明枯茗醛可有效抑制黄曲霉的生长从而抑制其产毒;在花生保鲜应用中,孜然精油熏蒸花生可以有效防控黄曲霉污染,在储存9个月后,花生表面黄曲霉孢子数抑制率为95.31%,对产毒抑制率为95.45%。2.RNA-Seq转录组学测序分析,枯茗醛作用下使黄曲霉显著性差异表达基因个数为5685个,下调2568个,上调3117个。下调基因主要涉及质膜整体组成分、跨膜运输等生长发育相关途径,膜组分麦角固醇和毒素合成基因簇上基因转录;上调基因主要关于离子外排转运等。DIA定量蛋白组
4、学分析,枯茗醛作用产生242个差异蛋白,142个蛋白发生表达下调,100个蛋白表达上调。枯茗醛作用于黄曲霉,影响其生物合成及代谢过程,调节细胞生长发育过程,下调分生孢子生物合成、细胞膜上主成分及其上相关转运蛋白,细胞周期蛋白等;上调固醇受体蛋白、质膜糖基转移酶等。枯茗醛作用于黄曲霉调控其转录翻译过程,转录组及蛋白组结果综合分析发现枯茗醛作用使得细胞膜主成份及转运相关基因转录达及蛋白表达水平发生改变,从而影响其生理生化代谢情况及侵染特性。3.基于黄曲霉转录组及蛋白组学数据综合分析,初步确定枯茗醛的作用靶标集中在细胞膜上,枯茗醛作用下胞内ROS水平升高约为对照组的3倍,胞内ROS过度积
5、累能够引起氧化胁迫导致脂质过氧化,使得细胞膜通透性改变,影响细胞膜正常生理功能,很大程度上抑制黄曲霉的生长。对细胞膜通透性进行形态学观察,同时定量分析发现胞外pH降低说明其可破坏质子泵进而影响质膜转运功能;胞外电导率升高13%,胞内K+、Na+释放量增多,核酸蛋白质泄露量增多约为对照组40倍,综合说明枯茗醛作用下使得黄曲霉细胞膜通透性发生改变,影响细胞膜转运,跨膜运输等。就麦角固醇及毒素生物合成簇上基因进行qRT-PCR验证分析,结果显示:枯茗醛下调Erg9、Erg24、Erg4等基因的转录水平,使麦角固醇的生物合成量减少（抑制率为92.
6、79%）;下调黄曲霉毒素合成簇基因aflA、aflD、aflM、aflQ及转录调控因子aflR、aflS的转录水平,使AFB1的合成减少（抑制率为95.54%）。本研究课题的开展可以是使得人们加深枯茗醛对黄曲霉的生长抑制作用的研究,为开发新型、天然、高效的植物源抑菌剂和防霉保鲜剂提供理论基础。
