茶树精油对果实采后病原真菌亚细胞功能的干扰及其分子机制研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31371860
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2001.食品原料学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The fungal disease is the main reason for postharvest losses of fruit, and the researches focused on the new biological control methods to control disease. In previous test, tea tree oil (TTO) can cause the alternations of subcellular structure, such as cell membrane and mitochondria. In this program, we will reveal the interference effects and molecular mechanism of TTO and it's main components (terpinen-4-ol,1,8-Cineole) on the subcellular function of Botrytis Cinerea and Penicillium expansum in vitro condition. The functional disturbance manner will be indicated by studing the permeability and chemical composition changes of fungal cell membrane, combined with the constuction of liposomes as membrane model. The mitochondrial membrane potential, respiratory chain function, reactive oxygen species (ROS) level and relative metablolism will be determined. The molecular mechanism will be revealed by using the gene chip technology to analyz the changes of fungal gene expression profiles, and then the key regulatory pathways and differentially expressed genes will be analyzed and validated. The results of this program will reveal the mechanism of essential oil on the fungi disease, and enrich the theory basis in postharvest research field. Meanwhile, these studies will provid some guide to promote the commercial application of essential oils on the fruit preservation.
病原真菌侵染是果实采后损失的主要原因,探寻新型生物防治方法是当今研究热点。前期研究发现,茶树精油(TTO)抑菌作用与真菌细胞膜和线粒体等主要亚细胞微观结构变化有关,但具体的干扰机制尚不明确。本项目以采后2种主要致病菌- - 灰葡萄孢霉、扩展青霉为研究对象,开展TTO及其差异组分(松油烯-4-醇、1,8-桉叶素)的体外抑菌试验,研究真菌细胞膜化学组成和物理性能变化,结合所构建脂质体细胞膜模型的损伤来阐明TTO对细胞膜功能干扰的方式;分析线粒体膜电位、呼吸链功能、 ROS(活性氧)水平及相关代谢酶类,反映TTO对线粒体功能的影响。利用微阵列基因芯片检测真菌基因表达谱变化,分析并验证与上述功能干扰相关的关键调控通路和差异表达基因,明确其分子机制。本项目的研究成果,一方面在精油抗菌理论上有所突破,丰富采后研究领域的学术内容;另一方面也可为TTO的商业应用、技术改进和精油复配等提供必要的科学理论指导。

结项摘要

本课题主要研究茶树精油(TTO)及其特征组分(松油烯-4-醇、1,8-桉叶素)对果实采后主要病原真菌(B. cinerea和P. expansum)的抑菌机制。结果表明,TTO和松油烯-4-醇对B. cinerea抑制强,对P. expansum抑制弱,松油烯-4-醇是TTO中最重要的抑菌组分。TTO都能破坏2种真菌菌丝形态和超微结构、细胞膜组成和透性、呼吸代谢和氧化应激等线粒体功能。与P. expansum相比,受TTO处理的B. cinerea中甾醇和脂质下降比例更高,膜透性升高更明显;三羧酸循环(TCA)代谢受TTO阻碍更敏感,活性氧(ROS)积累和抗氧化酶类活性更高,线粒体形态和关键酶受破坏更严重,ATP损失更多,因此B. cinerea对TTO更为敏感。运用iTRAQ蛋白质组学和代谢组学研究也发现,TTO导致B. cinerea中大量蛋白质和代谢物的下调,主要就体现在TCA循环和脂肪酸代谢受损严重。作为TTO中的特征组分,松油烯-4-醇对B. cinerea抑菌能力最强,对膜组分和透性影响最大;1, 8-桉叶素则没有导致膜透性和组成的显著变化,但破坏了内部细胞器。二者复合则发挥协同增效作用,抑菌效果和机制与TTO类似。高通量测序分析发现,茶树精油抑制了B. cinerea细胞膜及线粒体相关基因的表达,妨碍了丙酮酸代谢、脂肪酸相关代谢途径;松油烯-4-醇和1, 8-桉叶素影响不同的代谢途径,但1, 8-桉叶素和松油烯-4-醇二者复合同TTO的影响类似。这也从分子水平上再次明确TTO中2种特征组分的协同抑菌作用及其机制。目前已发表论文12篇(其中SCI 8篇,含ESI高引1篇),接受EI期刊论文1篇,培养硕士研究生3名。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects and possible mechanism of tea tree oil against Botrytis cinerea and Penicillium expansum in vitro and in vivo test
茶树油对灰葡萄孢和扩展青霉的体内外试验效果及可能机制
  • DOI:
    10.1139/cjm-2016-0553
  • 发表时间:
    2017-03-01
  • 期刊:
    CANADIAN JOURNAL OF MICROBIOLOGY
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li, Yonghua;Shao, Xingfeng;Wang, Hongfei
  • 通讯作者:
    Wang, Hongfei
茶树精油对灰葡萄胞霉生理功能的干扰研究
  • DOI:
    10.13982/j.mfst.1673-9078.2016.6.010
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    现代食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王近近;邵兴锋;刘淑敏;许凤;王鸿飞
  • 通讯作者:
    王鸿飞
Solidago canadensis L. Essential Oil Vapor Effectively Inhibits Botrytis cinerea Growth and Preserves Postharvest Quality of Strawberry as a Food Model System.
加拿大一枝黄花精油蒸气可有效抑制灰霉病菌生长并保持草莓作为食品模型系统的采后品质
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2016.01179
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Liu S;Shao X;Wei Y;Li Y;Xu F;Wang H
  • 通讯作者:
    Wang H
茶树精油在果实采后保鲜中的作用及其机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    果树学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余丹丹;邵兴锋;许凤;王鸿飞
  • 通讯作者:
    王鸿飞
茶树精油对灰葡萄孢霉活性氧代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国食品学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵兴锋;李永华;王近近;韦莹莹;许凤;王鸿飞
  • 通讯作者:
    王鸿飞
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    董栓泉;程佑声;邵兴锋;王鸿飞
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    王鸿飞
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
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    --
  • 作者:
    邵兴锋;屠康;赵妍;苏晶
  • 通讯作者:
    苏晶
测试因素对苹果质地剖面分析结果的影响
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    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中国食品学报
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    张春丹
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鸿飞;邵兴锋;李和生;许凤
  • 通讯作者:
    许凤
茶树精油的生物活性及其在对虾保鲜中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    江苏农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵兴锋;曹保英;王鸿飞;程赛
  • 通讯作者:
    程赛
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