臭氧与负离子对镰刀菌M4抑制作用和其机理初步探究

1、臭氧与负离子对镰刀菌m4抑制作用和其机理初步探究摘要：为了探究臭氧和负离子对莲藕采后主要腐败菌-镰刀菌m4的生长及细胞壁、细胞膜的影响，本试验对处 于稳定期的镰刀菌m4分别进行不同条件的臭氧和负离子处 理，通过测定抑菌率、细胞壁和细胞膜通透性初步研究臭氧 和负离子对镰刀菌m4的抑制作用及其机理。结果显示，臭 氧、负离子对镰刀菌m4均有较强的抑制作用，抑菌率与处 理时间成正相关；臭氧和负离子之间具有协同作用；臭氧+负离子处理对镰刀菌m4的细胞壁和细胞膜均有显著的破坏 作用，破坏程度随处理时间的延长而增加；处理前期主要是 电解质的渗出，处理2 h及以上时核酸和蛋白质等大分子物 质开始渗出。关键词：

2、镰刀菌m4；臭氧；负离子；抑菌率；细胞壁；细胞膜；通透性中图分类号:s182文献标识码：a文章编号:1001-3547(2013) 18-0098-04镰刀菌(fusarium oxysporum)是一种重要的植物病原 菌，主要为害小麦、玉米、水稻、蔬菜等农作物，造成严重 的减产，其生态适应性强，广泛分布于植物、土壤和水源中 1。它属于真菌的一种，具有细胞壁和细胞膜结构。已有 许多研究表明，镰刀菌是农作物生长、贮存过程中的主要为 害菌种2。臭氧在常温下是一种不稳定的淡蓝色气体，有特殊的刺 激味。由于臭氧的强氧化性和广谱性，因而具有消毒、杀菌、 除臭、防霉、保鲜等功能4,其杀菌能力仅次于氟，是氯

3、 的3倍，杀菌速度极快，是氯的5003 000倍5。一般认 为，臭氧杀灭细菌、霉菌类微生物是通过作用于细胞膜，使 细胞膜构成受到损害，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，进 而继续渗透破坏膜内组织，直至细胞死亡6。又由于臭氧 使用方便、刺激性小、作用快速、无残留污染等优点，被广 泛应用于食品保鲜与加工等领域7。负离子是带负电的原子或基团6。气体放电过程中产 生的负离子具有较高的活性，且有很强的氧化还原作用，能 破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，在果蔬保鲜 中可以起到抗菌杀菌的目的8。同时，负离子还可以分解 内源乙烯，钝化酶活性，降低呼吸强度，从而减缓营养物质 在贮藏期间的转化。目前国内对臭氧

4、和负离子的研究多集中于应用保鲜方 面，对其抑菌机理报道较少。本试验通过测定抑菌率、细胞 壁和细胞膜通透性变化，对臭氧、负离子抑制镰刀菌m4的 作用及其机理做了初步探究。1材料与方法1. 1试验材料 菌种 镰刀菌（fusarium oxysporum） m4由华中农业 大学食品科学技术学院分离保存。 试剂马铃薯葡萄糖琼脂培养基（pda）由国药集团化 学试剂有限公司生产。 仪器设备mic-03臭氧变送器由深圳市蓝月测控技术 有限公司生产；xa-1负离子发生器、dds-11a电导率仪由上 海雷磁仪器厂生产；722n分光光度计由上海精密科学仪器 有限公司生产；j-e超速冷冻离心机由美国beckman

5、coulter inc生产。1.2试验方法 抑菌率的测定将镰刀菌在pda培养基上培养6 d后, 在菌落边缘打出直径6 mm的菌饼，移至pda平板中央，然 后将打开盖子的平板立即放入密闭有机玻璃箱中进行以下 处理（温度 25°c,湿度 50%）： a.臭氧（3 500 mg/m3）. b. 负离子（106 ions/cm3）、c.臭氧+负离子（臭氧3 500 mg/m3+106 ions/cm3）,分别处理 1, 2, 3, 4 h。每个处理 重复3皿，置于25*下培养3d,用十字交叉法测定其菌落 扩展直径，并计算抑菌率。以不做任何处理的培养基为对照。 用抑菌率表示其对镰刀菌m4的抑制

6、效果。抑菌率（）=（对照菌落的平均直径-处理菌落的平均 直径）/对照菌落的平均直径x100% 对菌体细胞壁的影响选取c处理的菌饼于pdb培养 基中培养，取培养3d后的菌液，同时不做处理的作为对照 组，4°c、10 000 r/min离心20 min,取上清液用分光光度 计于510 nm处测定吸光值9。 对菌体细胞膜通透性的影响a.对电导率的影响。选 取c处理的菌饼于pdb培养基中培养，取培养3 d后的菌液, 同时以不做处理组作为对照，4t、10 000 r/min离心20 min, 取上清液用电导率仪测定电导率，确定金属离子的渗出变化 趋势10。b.对大分子内含物渗出的影响。选取c处

7、理的菌饼于pdb 培养基中培养，取培养3d后的菌液，同时以不做处理组作 为对照，置于超速冷冻离心机中41、10 000 r/min离心20 min,取上清液分别于260 nm和280 nm处测定吸光值11。2结果与分析2.1不同处理条件对镰刀菌的抑制作用从图1可知，在臭氧(3 500 mg/m3)、负离子(106 ions/cm3)、臭氧+负离子(臭氧 3 500 mg/m3+106 ions/cm3) 3种不同处理条件下，抑菌率与处理时 间均呈正相关，处理时间越长，抑菌效果越好；且臭氧+负 离子处理的抑菌效果均优于臭氧、负离子单独处理，说明臭 氧和负离子处理之间具有协同作用，这对于提高镰刀菌生长 抑制率具有重要意义。方差分析显示，同一处理时间，3种 处理间差异极显著（p