25種天然植物精油對藍莓致病菌生長曲線、抑制作用(二)
1材料與方法
1.1材料與試劑
藍莓果實為脆甜花香25號,采自云南省玉溪市,藍莓冷鏈運輸至實驗室后篩選出大小、硬度均一,表面無機械擦傷,無病蟲害的果實置于4℃備用。
丁香羅勒油、芫荽精油、山蒼子精油、杉木精油、薰衣草精油、快樂鼠尾草精油、廣藿香精油、松針精油、沒藥精油、當歸精油、牡荊精油、巖蘭草精油、茉莉花精油、茶樹精油、依蘭精油、紅景天精油、甜羅勒精油、花椒精油、艾草精油、芥末精油江西萬花香料有限公司;透骨草精油媚生堂芳療精油商城;細辛精油江西健民天然香料油廠;吐溫80上海麥克林生化科技股份有限公司。
1.2儀器與設備
微生物生長曲線監測系統,丹麥Biosense公司;Universal Hood II凝膠成像儀美國Bio-Rad公司;TGreat型聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR)儀天根生化科技(北京)有限公司;SCW-CJ-1F垂直流潔凈工作臺蘇州安瑞凈化科技有限公司。
1.3方法
1.3.1藍莓致病菌的收集以及菌種純化
將采購的盒裝藍莓果實放置于溫度25℃、相對濕度95%的培養箱中培養至病害發生。沿用傳統的組織切割法,將不同發病癥狀的果實分開放置,取發病部位組織(病健交界處,長×寬=3 mm×3 mm)于無菌水中清洗,之后置于體積分數為75%的乙醇溶液中浸泡30 s,取出后用無菌水清洗3遍,將組織貼于馬鈴薯葡萄糖瓊脂(potato dextrose agar,PDA)培養基培養,每種形態接種3個培養皿,在28℃、相對濕度95%條件下培養3~5 d,每天觀察平板,及時將新長的菌(邊緣處挑取少量菌絲)轉接到新的PDA培養基直至其菌落形態一致、無雜菌,即獲得純化的致病菌。藍莓致病菌在不同時間點共分離3次。對純化的致病菌進行編號,挑取少許菌種到2 mL無菌離心管中-80℃保存。
1.3.2病原菌菌落形態學觀察鑒定
將純化后的菌株接種至PDA培養基中,在28℃、相對濕度95%條件下培養5 d,利用光學顯微鏡觀察其菌絲和孢子的形態,結合真菌鑒定手冊進行初級鑒定。
1.3.3病原菌致病性測定
選取健康無傷、大小均一的藍莓果實,用體積分數2%的次氯酸鈉溶液清洗晾干后,在藍莓赤道部位劃3 mm×3 mm的傷口,將10μL 1×106 CFU/mL的孢子懸浮液注入每顆藍莓傷口,晾干后于25℃、相對濕度95%的培養箱中培養,并持續觀察其發病情況。每種菌接種10顆藍莓,重復3次,根據科赫法則(接種后的發病癥狀是否與分離前一致,病斑擴散情況以及發病率)判定該菌株是否為藍莓采后致病菌。以未接種病原菌的藍莓為對照組。
1.3.4菌落分子生物學鑒定及系統發育樹構建
刮取適量孢子至馬鈴薯葡萄糖肉湯(potato dextrose broth,PDB)培養液中,在28℃、180 r/min搖床培養2 d,過濾菌絲,用0.05 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH 7.0)沖洗3次后,利用十六烷基三甲基溴化銨法提取各純化菌株的DNA,用3種真菌通用引物ITS(600 bp,ITS1/ITS4)、BenA(511 bp,Bt2a/Bt2b)和CaM(580 bp,CMD5/CMD6)分別對病原菌的基因組進行PCR擴增。將PCR產物送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序,測序結果與NCBI數據庫上已知序列進行BLAST同源比對,選取同源性較高的基因進行DNAMAN序列比對,再采用MEGA 11.0軟件通過Neighbor-Joining方法構建系統發育樹。
1.3.5病原菌最適溫度測定
將病原菌菌餅接入PDA培養基,分別放入4、15、20、25、28、30、35℃培養箱進行為期3 d的培養,結束后測量其菌斑直徑。每個溫度梯度做3次重復。
1.3.6病原菌生長曲線測定
將一定量的孢子懸浮液(病原菌I和病原菌II)加入適量PDB培養液中,使其終濃度為1×105 CFU/mL,在搖床中培養72 h,每隔6 h取樣烘干至質量恒定后進行測量,每組重復3次。由于病原菌III產孢量少,根據李鵬等的方法,取PDA培養基中培養5 d的病原菌III,用6 mm的打孔器在菌斑最外圍打菌餅并將其添加到PDB培養液中培養72 h,每隔6 h取樣烘干至質量恒定后進行測量,每組3次重復。
1.3.7病原菌孢子萌發率測定
將病原菌分生孢子菌懸液注入到PDB中,確保其終濃度為1×106 CFU/mL(病原菌I和病原菌II)或1×105 CFU/mL(病原菌III),放入搖床中培養,分別在0、3、6、9、12、15、18、21、24 h時取出,參考李翀的孢子萌發率測定方法并稍作修改。病原菌I、II每組計數100個孢子,病原菌III每組計數50個孢子,以牙管長度超過其孢子半徑判斷為萌發,統計孢子萌發的情況,每種菌進行3次生物學重復。按式(1)計算孢子萌發率:
孢子萌發率=孢子萌發數/孢子總數*100%
1.3.8 96孔板法初篩抑菌精油
參考孫暢等的96孔板抑菌法并稍作修改。參考各種精油的抑菌濃度以及前期預實驗,以100μL PDB為底液,加入等體積1×106 CFU/mL的病原菌孢子懸浮液,再加入適量精油使其濃度分別為0、1.00、1.25、1.50、2.00μL/mL,每組設3個重復,空白對照為加入無菌的PDB培養基,陰性對照分別為加入孢子懸浮液的PDB培養基和加入孢子懸液、吐溫80的PDB培養基。25℃培養2 d,在顯微鏡下觀察菌的生長情況,統計致病菌在不同濃度精油培養基的生長情況(有無菌絲生長)。
1.3.9培養皿法篩選精油有效抑菌濃度
根據96孔板法初篩的精油濃度,再結合二倍稀釋法細篩其最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration,MIC)和最低殺菌濃度(minimal fungicidal concentration,MFC)。將適量精油加入至含有0.50%(V/V)吐溫80的無菌PDA培養基中,確保終濃度分別為0、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00μL/mL,倒入培養皿(直徑90 mm,容積110 mL),等待冷卻凝固。取新培養的菌餅(6 mm)接種至PDA培養基上,每個濃度做3~4個重復,放入適宜的培養箱(病原菌I、III、IV:25℃;病原菌II:28℃)中培養4 d左右,期間采用十字交叉法測量菌斑直徑并按式(2)計算抑菌率。48 h內使菌餅無生長變化的精油濃度為MIC,96 h內使菌餅無生長變化的精油濃度為MFC。
式中:de為實驗組病斑直徑/mm;dc為對照組病斑直徑/mm。
1.3.10 5種植物精油的抑菌作用測定
根據1.3.3節的方法清理藍莓果實并進行致病菌接種,將藍莓果實隨機分成6組,每組30顆藍莓,接種10μL皮落青霉孢子懸浮液(1×106 CFU/mL),每組重復3次。將滴加精油的脫脂棉粘在盛放藍莓的透明塑料盒(盒內總體積320 mL)的盒蓋上(濃度為1 MFC),于溫度為25℃、相對濕度為95%的培養箱中培養6 d,觀察并記錄果實發病情況。
1.4數據統計與分析
藍莓、孢子和菌絲樣本的分配遵循完全隨機的原則。每個實驗重復3次后,使用SPSS 16.0軟件進行統計分析,圖表使用Origin 2021軟件繪制。數據結果以表示。P<0.05具有統計學意義。
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