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木霉与植物病原菌互作中真菌毒素转化及控制机理研究认领

作者：

田野

学位授予单位：

中国科学院大学

摘要：

真菌毒素是一类由镰刀菌、曲霉菌、青霉菌和链格孢菌等真菌产生，对动物和人有毒性作用的次级代谢产物，真菌毒素广泛污染常见的谷物粮食、水果蔬菜和饲料，对食品安全造成极大威胁。利用拮抗微生物控制植物真菌病害的发生是一种环境友好型的生物防控手段，符合农业经济可持续发展的要求。木霉属真菌已被长期应用于农业生物防控领域，筛选能同时控制真菌病害发生与真菌毒素污染的木霉菌株，并解析其作用机理，对提升传统生物防控效果具有重要意义。因此，本论文开展了木霉拮抗主要植物病原真菌（镰刀菌、链格孢菌等）的机理研究，同时考察了木霉对植物病原菌产生真菌毒素的代谢转化能力，研究结果如下:　　1)以不同产毒镰刀菌和链格孢菌为目标病原真菌，通过对峙共培养的方法研究拮抗木霉对镰刀菌和链格孢菌的抑菌控毒能力，结果表明:木霉菌(T.harzianum JF309,T.harzianum GIM3.442,T.koningii GIM3.137,T.longibranchiatum GIM3.534,T.harzianum Q710613,T.atroviride Q710251,T.asperellum Q710682和T.virens Q710925)对产毒病原真菌具有不同程度的拮抗抑制作用。其中，木霉菌株T.harzianum Q710613，T.atroviride Q710251和T.asperellum Q710682在与不同类型病原真菌对峙时伴有明显的重寄生迹象，并且对病原菌的生长和产毒均具有强抑制作用。　　2)以常见的镰刀菌毒素（呕吐毒素、A型单端孢霉烯毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素以及镰刀菌酸），链格孢毒素和桔青霉素为目标真菌毒素，探究木霉属真菌针对不同类型真菌毒素是否具有生物转化的能力。结果表明，木霉能够通过糖基化修饰反应将呕吐毒素(DON)和A型单端孢霉烯毒素:T-2毒素(T-2)、HT-2毒素(HT-2)、蛇形菌素(DAS)、新茄病镰刀菌烯醇(NEO)，转化成其对应的糖基化修饰产物;对于ZEN毒素，木霉能够将其转化为硫酸基化修饰产物ZEN-S和ZOL-S;对于镰刀菌酸FA，T.atroviride Q710251表现出了相较于其它木霉更强的代谢能力，通过高分辨质谱分析确证了FA在T.atroviride Q710251中的转化产物为低毒性的镰刀菌醇FOH;对于链格孢毒素，T.atroviride Q710251能够通过羟基化修饰作用将交链孢酚AOH转化成AOH-OH。对于桔青霉素CIT,T.atroviride Q710251能够通过氢化作用将其转化成加氢的还原型代谢物。　　综上，本论文通过研究木霉拮抗不同类型产毒病原真菌的作用机理，以及对真菌毒素的代谢转化潜能，筛选具有强抑菌控毒能力的生防木霉菌，为农作物真菌病害的生物防控提供资源材料。另一方面，真菌毒素在木霉菌内的代谢规律研究揭示了木霉与病原真菌互作过程中真菌毒素的动态转化，为真菌毒素的源头防控和木霉资源的进一步开发应用提供了理论依据。

摘要译文

关键词：

食品安全; 生物防控; 木霉; 植物病原真菌; 毒素转化; 调控机制

学位年度：

2020

学位类型：

博士

学科专业：

生物化学与分子生物学

导师：

武爱波

中图分类号：

TS201.3[食品微生物学];S47[各种防治方法];S43[病虫害及其防治]

学科分类号：

082202[发酵工程];083201[食品科学];083606[微生物发酵工程];0904[植物保护]