基于转录组分析揭示百里酚对黑曲霉的抗菌作用及其在草莓保鲜中的应用

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Unveiling thymol’s antifungal action against Aspergillus niger via transcriptome analysis and its role in enhancing strawberry preservation

　　

摘要

黑曲霉污染水果和谷物对食品安全、健康和经济构成威胁，推动了对环保型抗菌解决方案的需求。百里香酚具有广谱抗真菌活性和低毒性，是合成抗真菌剂的理想候选物，本研究从六种天然抗菌物质中基于其针对黑曲霉的固相抗真菌试验中最大的抑菌圈直径（29.77 ± 0.25 mm）选中了百里香酚。百里香酚对黑曲霉的最低抑制浓度（MIC）为0.42 mg/mL。此外，本研究还进行了转录组学分析，以探究黑曲霉对百里香酚处理的细胞和分子响应：1倍MIC处理显著改变了6255个基因（3159个上调/3096个下调），尤其是与麦角固醇合成、三磷酸腺苷（ATP）产生和抗氧化活性相关的基因受到抑制，而与凋亡相关的基因则被上调。结合细胞膜电位测量、细胞渗漏试验、DNA凝胶电泳、磷脂酰丝氨酸（PS）外翻检测等综合生理生化实验，本研究指出百里香酚处理与黑曲霉的多方面细胞响应相关：（1）膜完整性破坏，（2）ROS积累和氧化应激，（3）ATP耗竭和类似凋亡的细胞死亡。最后，本研究制备了含百里香酚纳米乳的抗真菌复合膜，在控制条件下（25 °C，50%相对湿度）可将草莓霉变延迟3天。这些发现突显了百里香酚作为天然抗真菌剂在开发活性包装以延长草莓货架期方面的潜力。

图文摘要

黑曲霉污染水果和谷物对食品安全、健康和经济构成威胁，推动了对环保型抗菌解决方案的需求。百里香酚具有广谱抗真菌活性和低毒性，是合成抗真菌剂的理想候选物，本研究从六种天然抗菌物质中基于其针对黑曲霉的固相抗真菌试验中最大的抑菌圈直径（29.77 ± 0.25 mm）选中了百里香酚。百里香酚对黑曲霉的最低抑制浓度（MIC）为0.42 mg/mL。此外，本研究还进行了转录组学分析，以探究黑曲霉对百里香酚处理的细胞和分子响应：1倍MIC处理显著改变了6255个基因（3159个上调/3096个下调），尤其是与麦角固醇合成、三磷酸腺苷（ATP）产生和抗氧化活性相关的基因受到抑制，而与凋亡相关的基因则被上调。结合细胞膜电位测量、细胞渗漏试验、DNA凝胶电泳、磷脂酰丝氨酸（PS）外翻检测等综合生理生化实验，本研究指出百里香酚处理与黑曲霉的多方面细胞响应相关：（1）膜完整性破坏，（2）ROS积累和氧化应激，（3）ATP耗竭和类似凋亡的细胞死亡。最后，本研究制备了含百里香酚纳米乳的抗真菌复合膜，在控制条件下（25 °C，50%相对湿度）可将草莓霉变延迟3天。这些发现突显了百里香酚作为天然抗真菌剂在开发活性包装以延长草莓货架期方面的潜力。

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