从两色离蠕孢中提取的 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸:柑橘采后保鲜与炭疽病防治的新希望

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Microbiology 4.5

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  柑橘采后因炭疽病(由 Colletotrichum gloeosporioides 引起)损失严重,现有化学杀菌剂问题多。研究人员从瓯柑果皮分离两色离蠕孢 WZU-HOG4,鉴定出 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸。它能抑制病菌,抗氧化且安全,为柑橘保鲜提供新选择。

  柑橘,作为全球备受欢迎的水果,富含大量的抗坏血酸和膳食纤维,深受人们喜爱。然而,在柑橘采后的运输、储存和销售过程中,炭疽病这一 “顽疾” 却成为了果农和商家的心头大患。这种由胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)引起的病害,不仅会降低柑橘的品质,使其卖相不佳,还可能产生毒素,严重影响消费者的健康。更糟糕的是,它每年都给全球柑橘产业带来了巨大的经济损失,让无数果农的心血付诸东流。
为了应对这一难题,传统的化学合成杀菌剂,如苯菌灵、苯并咪唑类、咪唑类和嘧菌酯等,曾被广泛使用。在过去,苯菌灵(Benlate?)甚至是唯一被证明对控制采后炭疽病有效的注册商业杀菌剂。但随着时间的推移,病原菌逐渐产生了耐药性,这些化学杀菌剂的效果越来越差。而且,化学杀菌剂的高毒性对人体健康构成了威胁,它们在生态系统中的残留也带来了严重的环境风险。因此,寻找安全、有效的替代方法,成为了柑橘保鲜领域亟待解决的问题。

在这样的背景下,温州的研究人员挺身而出,开启了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦于从瓯柑(Citrus reticulata cv. Suavissima)果皮中分离出的微生物,试图从中找到对抗炭疽病的 “秘密武器”。经过不懈努力,研究人员从瓯柑果皮中分离出了两色离蠕孢(Bipolaris bicolor)WZU-HOG4,并惊喜地发现它具有显著的抗菌活性。随后,通过生物测定导向的分级分离和代谢物分析,研究人员成功鉴定出一种名为 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸的活性抗真菌化合物。

这项研究成果意义非凡。N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸的发现,为柑橘采后保鲜提供了一种全新的、安全的选择。它不仅能有效抑制胶孢炭疽菌和其他病原菌的生长,展现出相对广谱的抗真菌活性,还能通过提高瓯柑果实中抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,降低丙二醛(MDA)含量,减轻果实储存过程中的氧化应激,从而延长柑橘的保鲜期。此外,细胞毒性试验表明,该化合物在测试浓度下对人胚肾 293(HEK-293)细胞是安全的。这一成果为开发新型天然抗菌和抗氧化剂奠定了基础,有望推动柑橘保鲜技术的革新,助力柑橘产业的可持续发展。该研究成果发表在《Food Microbiology》杂志上。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从瓯柑果皮中分离真菌时,采用了一系列严谨的样本处理和培养方法,将成熟瓯柑果皮经风干、切割、灭菌等步骤后,在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上培养,从而获得真菌菌株。接着,通过生物测定导向的分级分离技术,从两色离蠕孢 WZU-HOG4 的代谢产物中筛选活性成分。最后,利用核磁共振(NMR)和高分辨电喷雾电离质谱(HRESIMS)技术,鉴定出 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸。

下面来详细看看研究结果:

  • 瓯柑果皮真菌的分离与保存:研究人员从浙江温州三垟湿地种植园采集成熟瓯柑果实,将其果皮进行一系列处理,包括风干 24 小时、切成 4mm2 的小块、七步灭菌法消毒等,然后研磨并接种在 PDA 培养基上,在 28°C 培养至菌落形成,再进行分离和纯化,最后将分离菌株保存在马铃薯葡萄糖培养基中。
  • 瓯柑果皮真菌分离株的筛选与鉴定:研究人员从健康瓯柑果皮样本中分离出 108 种真菌,其中 27 株对胶孢炭疽菌具有拮抗活性。通过对这 27 株菌株的形态和培养特征分析,对它们进行了分类。
  • 活性成分的鉴定与特性研究:经过生物测定导向的代谢物分析,研究人员从两色离蠕孢 WZU-HOG4 的代谢产物中鉴定出 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸。分子对接分析显示,该化合物与酪氨酸酶的结合亲和力比维生素 C 更强,能有效抑制酪氨酸酶的活性,这表明它在防止果实褐变方面可能具有重要作用。
  • 对柑橘果实抗氧化能力的影响:用 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸处理瓯柑果实后发现,果实中的抗氧化酶 SOD、POD 和 CAT 的活性显著增加,MDA 含量降低,这意味着果实的抗氧化能力增强,在储存过程中的氧化应激得到有效缓解。
  • 细胞毒性试验:在对 HEK-293 细胞进行的细胞毒性试验中,结果证实 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸在测试浓度下是安全的,这为其在柑橘保鲜中的实际应用提供了重要的安全性依据。

综合来看,本研究成功从瓯柑果皮中分离出两色离蠕孢 WZU-HOG4,并鉴定出其活性代谢产物 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸。该化合物具有抗真菌、抗氧化和安全性高的特点,在柑橘采后保鲜方面展现出巨大的潜力。然而,目前该研究还处于实验室阶段,未来还需要进一步开展更多的研究,如在不同柑橘品种上的应用效果评估、田间试验验证以及大规模生产工艺的优化等,以推动 N - 乙酰 - O - 甲基酪氨酸从实验室走向实际应用,真正为柑橘产业的发展保驾护航。这项研究不仅为解决柑橘采后炭疽病问题提供了新的思路和方法,也为天然抗菌和抗氧化剂的开发开辟了新的方向,在生命科学和健康医学领域具有重要的理论和实践意义。

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