丙酸钙对灰霉菌侵染垫发育与致病力的调控机制
丙酸钙对灰霉菌侵染垫发育与致病力的调控机制
【摘要】：灰霉菌(Botrytis cinerea)是一种典型的坏死型植物病原真菌,其寄主范围广,给果蔬、花卉等作物采收前后带来严重的经济损失,是世界上重要的植物病原真菌之一。灰霉菌孢子萌发产生的菌丝能发育形成侵染垫,该特化的结构对灰霉菌分泌致病因子和侵染宿主至关重要,但关于调控灰霉菌侵染垫发育的机制仍鲜有报道。丙酸钙作为一种公认安全的食品防腐添加剂,对真菌和细菌具有广泛的抗菌作用。本研究发现,丙酸钙对灰霉菌抑制作用存在剂量效应,培养基中丙酸钙的质量分数大于1%时可完全抑制灰霉菌生长,浓度为0.25%时可延缓灰霉菌孢子萌发和菌丝生长,且侵染垫的发育受到抑制。此外,丙酸钙的抑菌效果随pH值降低而增强。分泌有机酸酸化宿主是灰霉菌的重要致病因子之一,相比于野生型菌株,丙酸钙对Bcvel1基因缺失突变体(产酸缺陷)的抑制效果减弱,对Bcmkk1基因缺失突变体(产酸增加)的抑制效果增强,进一步说明灰霉菌在萌发过程中自身产酸的特点,对外援施加丙酸钙的抑菌效果具有显著的反馈促进作用。丙酸钙还能显著削弱灰霉菌致病因子的分泌,实验室和田间试验表明,外源施加丙酸钙能有效控制番茄叶片和葡萄果实上的灰霉病。转录组测序分析表明,低浓度的丙酸钙(0.25%)处理能显著改变灰霉菌的基因表达模式,尤其水解酶、毒素的合成、活性氧的产生与清除、黑色素的合成酶等编码基因的表达均呈现显著差异。本研究综合表明丙酸钙不仅能抑制灰霉菌生长,还能调控其侵染结构发育与致病因子分泌,深入解析丙酸钙调控灰霉菌致病性的分子机制和下游靶点,将为灰霉病的防控提供新的参考依据。
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