【摘 要】
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硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)是一种重要的果蔬采后病原真菌,能够侵染马铃薯等多种农作物,导致农作物发生病害,同时该菌还会在寄主体内代谢产生大量的单端孢霉烯族毒素,这些毒素的积累会造成潜在的食用安全隐患。因此,有效杀灭农产品中病原真菌以及控制农产品中毒素积累成为保障农产品安全的关键。相关文献研究表明:辉光放电等离子体(glow discharge plasma,GDP)作为一种
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硫色镰刀菌(Fusarium sulphureum)是一种重要的果蔬采后病原真菌,能够侵染马铃薯等多种农作物,导致农作物发生病害,同时该菌还会在寄主体内代谢产生大量的单端孢霉烯族毒素,这些毒素的积累会造成潜在的食用安全隐患。因此,有效杀灭农产品中病原真菌以及控制农产品中毒素积累成为保障农产品安全的关键。相关文献研究表明:辉光放电等离子体(glow discharge plasma,GDP)作为一种新型的高级氧化技术,能够高效降解水体中有机污染物和食品中真菌毒素,但是关于GDP对农产品中病原真菌杀灭及毒素控制方面鲜有文献报道,对GDP杀菌机理研究报道也甚少。因此,本论文以F.sulphureum作为研究对象,首先考察了不同条件(电压、处理时间、电极间距、孢子液初始浓度以及电解质),GDP对F.sulphureum孢子杀菌率的影响,在此基础之上,设计了Box-Behnken实验方案,考察电压、处理时间和电极间距及其相互作用对杀菌率的影响,并确定最佳杀菌工艺条件;其次分别从细胞生物学和电解液电化学特性角度出发,研究GDP对F.sulphureum孢子影响机理;最后考察了GDP对该菌产毒能力的影响。结果表明:(1)GDP是一种有效的杀菌方法,能够高效地杀灭水体中F.sulphureum。升高电压、延长时间以及减小电极间距均能够有效提高GDP对孢子的杀菌效果;另外,孢子液初始浓度和电解质也会影响GDP对孢子的杀菌效果,降低孢子液初始浓度能够有效提高杀菌率,不同电解质溶液中以Na Cl的杀菌效果最佳。其中电压、处理时间和电极间距是影响较为显著的杀菌因素,在电压560 V、处理时间15 min、电极间距1.5 cm时杀菌率最高,可达到92.73%。(2)GDP处理能够影响孢子液p H、ORP及电导率等电化学特性,等离子体中H2O2和·OH在孢子液中不断积累,从而使孢子液呈现强氧化性与酸性。酸性环境有利于等离子体中活性物质穿透细胞壁与细胞膜进入胞内,同时活性物质能降低细胞对酸性环境的抵抗能力。(3)GDP处理能够有效抑制孢子生长(包括孢子萌发率、菌体干质量和菌落直径),GDP能够破坏细胞膜完整性,其中的ROS作用于细胞膜时,对蛋白质、脂质等生物大分子物质进行氧化攻击,引起细胞膜形态结构发生改变,渗透性增大,导致细胞内生物大分子物质(如可溶性糖、蛋白质及核酸等)渗漏到胞外;另外,在一定时间范围内,GDP能够促使孢子ROS代谢水平提升,ROS代谢产物(O2-、H2O2)不断积累,抗氧化酶活性(SOD、CAT、POD)受到抑制,并引发由胞内ROS介导的氧化应激效应,使细胞正常生理功能发生紊乱,活性受到抑制。(4)在短时间范围内GDP处理能够促进二乙酸镳草镰刀菌烯醇(DAS毒素)的生物合成与积累,长时间范围内GDP处理则抑制DAS毒素的生物合成与积累。综上所述,GDP是一种有效的杀菌方法,能够高效杀灭水体中F.sulphureum孢子,同时GDP能够使水体的酸性和氧化性增强,破坏细胞膜的形态结构,影响细胞的生理活性,从而实现杀菌作用。
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