微生物源挥发性物质防治采后果蔬病害的研究进展

随着化学杀菌剂弊端的日益凸显,生物防治已逐渐成为采后果蔬病害控制的研究和开发热点。其中,很多微生物产生的多种挥发性物质(volatile organic compounds,VOCs),能显著抑制多种病原菌的生长繁殖,有效控制采后果蔬病害。由于微生物源VOCs具有有效、安全、环保、易降解和无残留等优点,越来越受到各国研究者的重视和青睐。本文综述了产生VOCs的微生物的多样性、微生物源VOCs的多样性、微生物源VOCs的抑菌活性、生防效果及其主要作用机制等方面的研究进展,以期为病原菌的绿色安全防治提供基础资料。     

典型煤层水微生物产甲烷潜力及其群落结构研究

内蒙古自治区二连盆地、海拉尔盆地是我国重要的煤层气产区,其中生物成因煤层气是煤层气的重要来源,但复杂物质转化产甲烷相关微生物群落结构及功能尚不清楚。【目的】研究煤层水中的微生物代谢挥发性脂肪酸产甲烷的生理特征及群落特征。【方法】以内蒙古自治区二连盆地和海拉尔盆地的四口煤层气井水作为接种物,分别添加乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠厌氧培养;定期监测挥发性脂肪酸降解过程中甲烷和底物的变化趋势,应用高通量测序技术,分析原始煤层气井水及稳定期产甲烷菌液的微生物群落结构。【结果】除海拉尔盆地H303煤层气井微生物不能代谢丙酸外,其他样品均具备代谢乙酸、丙酸和丁酸产生甲烷的能力,其生理生态参数存在显著差异,产甲烷延滞期依次是乙酸丁酸丙酸;最大比产甲烷速率和底物转化效率依次是丙酸乙酸丁酸。富集培养后,古菌群落结构与煤层气井水的来源显著相关,二连盆地优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanocalculus (相对丰度13.5%–63.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina (7.9%–51.3%),海拉尔盆地的优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium(24.3%–57.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina(29.6%–66.5%);细菌群落则与底物类型显著相关,硫酸盐还原菌Desulfovibrio(12.0%–41.0%)、互营丙酸氧化菌Syntrophobacter(39.6%–75.5%)和互营丁酸菌Syntrophomonas(8.5%–21.9%)分别在乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠处理组显著富集。【结论】煤层气井水微生物可降解挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)并具有产甲烷潜力;乙酸可能被古菌直接代谢产甲烷,而丙酸和丁酸通过互营细菌和产甲烷古菌代谢产甲烷。Desulfovibrio、Syntrophobacter和Syntrophomonas分别在乙酸、丙酸和丁酸代谢过程中发挥了重要作用。这些结果为煤层气生物强化开采提供了一定的微生物资源基础。     

基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析

竹黄是我国一种重要的药用真菌,在医学、农业、食品等方面应用广泛且前景可观。为深入挖掘竹黄中有药理活性的有效化学成分,了解其在生长发育过程中不同时期代谢物的变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术检测了竹黄子座不同发育时期的代谢物,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。从竹黄子座中共检测出612种代谢物,前期和中期特有27种代谢物。黄酮类、奎宁酸、香豆素等具有良好生物活性的化合物首次在竹黄中被检测到。筛选出的差异代谢物主要是脂质、氨基酸、核苷酸、黄酮类、萜类、有机酸等物质,其中黄酮和氨基酸类化合物占主要地位。通过对代谢通路富集分析,获得6条具有显著意义的代谢途径。黄酮类化合物被认为是除竹红菌素外与竹黄药效有重要联系的化合物。本研究为竹黄药用机理及有效成分深入研究提供了一定的理论基础,为竹黄有效成分的代谢途径解析提供参考。     

茯神挥发性成分及其生物活性研究

为研究茯神挥发性成分含量、构成及其生物活性,本实验采用二氧化碳超临界的方法提取茯神低极性成分,以提取率作为响应值,在单因素试验的基础上采用响应曲面法考察提取压力、温度、二氧化碳流速对提取效果的影响,优化提取工艺。运用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对其主要化学成分进行鉴定,并采用生长速率法测定了挥发油对5种真菌的生物活性。得到提取模型极值点,即提取压力27.26MPa、提取温度55.97℃、提取流速10.68L/min时,提取率达到最大,提取率预测值为1.66mg/g。通过NIST14质谱库检索,鉴定了其中17个主要化合物,运用峰面积归一法确定各个组分的含量,占挥发油总量的84.5%。抗菌实验表明茯神挥发油对采绒革盖菌菌株有低浓度促进高浓度抑制的活性。     

气质联用结合多变量分析研究蜂蜜的挥发性成分

为探究不同蜜源蜂蜜中的挥发性标记物并籍以对这些蜂蜜进行有效区分,本研究优化了静态顶空气相色谱-质谱联用技术(SHS-GC-MS)检测蜂蜜中挥发性化合物的方法,采用此方法分析了油菜蜜、椴树蜜、荆条蜜和洋槐蜜等4种蜂蜜总计38份样品的挥发性成分,并结合主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)等对蜂蜜进行区分。研究结果表明,采用SHS-GC-MS共检测到23种化合物。4种蜂蜜的挥发性成分在物质种类或含量上存在明显差异,其中3-苯丙酸乙酯可作为油菜蜜的典型挥发性代谢物质;1-异丙烯基-3-甲基苯和反式玫瑰醚可作为椴树蜜的典型挥发性代谢物质;在荆条蜜和洋槐蜜中均未发现典型挥发性代谢物质。PCA可以将4种蜂蜜进行很好地区分,PC1、PC2和PC3累计贡献率达到77.3%,表明模型有效;当临界值取10时,CA可以将同种蜂蜜聚为一类。SHS-GC-MS检测的蜂蜜挥发性成分结果结合多变量分析,可用于区分不同蜜源蜂蜜。研究结果为蜂蜜溯源和鉴别提供了理论依据。     

内生真菌司氏角担子菌B6对尖孢镰刀菌西瓜专化型菌株的拮抗作用

近年来,尽管西瓜产业不断发展壮大,但轮作土壤种植西瓜易产生枯萎病害导致世界范围内的西瓜严重减产。通过对峙培养实验和抑菌实验探讨了重阳木内生真菌司氏角担子菌(Ceratobasidum stevensii)B6菌株对西瓜枯萎病病原菌尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.Niveum,FON)的拮抗作用,并初步分析了其作用机制。平板拮抗试验的结果表明,内生真菌B6生长过程中不是通过产生抑菌带来抑制FON菌丝,而是利用自身的生长优势将FON完全覆盖。显微观察B6与FON菌丝的接触部位,发现FON菌丝外侧附着B6顶端菌丝形成的胞样结构,表明FON菌丝生长仅受到B6菌丝的抑制。抑菌试验结果显示,B6产生的挥发性物质可以抑制FON的生长和产孢,并使其菌丝分枝明显减少;B6的发酵液对FON的生长和产孢没有抑制作用。因此,推测B6主要通过释放某些挥发性物质产生拮抗作用而抑制FON的生长。     

采后光照条件对白凤桃果实品质和挥发性香气物质形成的影响

研究了白凤桃果实贮藏过程中光照条件对果实成熟的影响。在7月12日(未熟期)和7月16日(硬熟期)采收果实,分别贮藏在光条件(白色荧光灯照明,果顶部光强为80μmol m~(-2)s~(-1))和暗条件中,室温均为25℃。硬熟期采收果实贮藏在光条件下,达到完熟期时,乙烯生成量较低。果肉的硬度在各个采收期,各种贮藏条件下均没有差别。光条件贮藏果实中花青苷含量较高。未熟期采收果实贮藏在光条件下时,可溶性固形物含量增加较多。光条件贮藏果实中天冬酰胺的下降比暗贮藏果实中更多。各时期采收的果实中,在光下贮藏时,果肉和果皮γ-癸内酯和γ-十二内酯的含量都明显增加。以上结果表明,白凤桃果实采收后在光下贮藏,可以明显改善果实的品质。     

基于GC-IMS比较不同干燥方式对柴达木枸杞中挥发性物质的影响CSCD

柴达木枸杞作为青藏高原特有的中药材之一,为探究不同干燥方式对柴达木枸杞品质以及挥发性成分的影响。本文采用自然阴干、热风烘干、真空冷冻干燥以及微波干燥的方式处理柴达木枸杞鲜果,通过气相色谱-离子迁移谱联用(GC-IMS)法分析枸杞鲜果和各类枸杞干果的挥发性成分的变化,构建挥发性成分的差异谱图,并进行主成分分析。从样品中共鉴别出了52种挥发性有机物质以及部分物质的单体和二聚体,包括醛类、烯醛类、酯类、酮类和醇类等。差异图和主成分分析图表明枸杞干燥后挥发性有机物发生了显著的变化,冷冻干燥后的枸杞中挥发性有机物质的种类和含量与枸杞鲜果较为相近,但与其他干燥方式干燥后的枸杞干果差异较大,而热风烘干和微波干燥后的枸杞干果中挥发性有机物种类非常相似。通过建立一种利用GC-IMS检测分析枸杞中挥发性成分的方法,结果表明与其他干燥方式相比,冷冻干燥法能够有效保留枸杞中的挥发性成分,使枸杞保持较高的品质,该研究结果为后续柴达木枸杞的质量评价和加工提供一定的参考依据。     

睡莲属62个栽培种花朵挥发性成分GC-MS分析北大核心CSCD

为了解睡莲花朵的致香物质,利用气相色谱-质谱法对62个栽培种花朵的挥发性成分进行了研究。结果表明,共检测出72种挥发性成分,以烯烃类(26种)、烷烃类(11种)和醇类(9种)较多,其中花香成分有53种(73.60%)。40个热带睡莲花朵中共检测出56种挥发性成分,其中花香成分39种;22个耐寒睡莲品种花朵共检测出37种挥发性成分,其中花香成分27种。花香成分中主要致香物质有乙酸苄酯、顺式-罗勒烯、苯甲醇、金合欢烯、月桂烯、柠檬烯、苯甲醛、α-异松油稀、α-蒎烯、肉桂醇和β-丁香醇等。利用组内联接余弦的方法,分别根据挥发性成分和花香成分,62个睡莲栽培种(品种)可分成3和4组。这为睡莲香气物质的开发利用及与传粉动物的协同进化研究提供了基础资料。     

铁皮石斛和重唇石斛及其杂交子代花的挥发性成分分析北大核心CSCD

为阐明铁皮石斛和重唇石斛及其杂交后代14L-3、14L-6、14L-7和14L-9花挥发性成分的变化,采用静态顶空气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对石斛花进行检测。结果表明,从石斛花中检测出81种挥发性成分,包括烯、酮、醛、烷几大类,铁皮石斛、重唇石斛、14L-3、14L-6、14L-7和14L-9分别有23、12、21、33、23和35种。铁皮石斛花的主成分是α-蒎烯,重唇石斛花是2-十五烷酮,4个子代花中均含有这2种来自亲本的特征成分,α-蒎烯是子代共同的主成分。亲本和子代石斛花共有成分是正己醛。子代14L-3、14L-6、14L-9均与母本铁皮石斛相似性高,相似性以14L-3>14L-6>14L-9,与父本差异性大。14L-7与亲本相似度最均衡。这为石斛育种研究提供了指导。