【摘 要】
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禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）是一种易侵染小麦、大麦和玉米等作物的丝状真菌,能产生真菌毒素如脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON,又称呕吐毒素）,极大降低谷物的营养价值且严重危害公众健康。禾谷镰孢菌及其产生的DON毒素污染已成为亟待解决的食品安全问题。因此,本文研究了一种来源于天然产物的活性物质多球壳菌素（Myriocin,ISP-1）对禾谷镰孢菌及其D
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禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）是一种易侵染小麦、大麦和玉米等作物的丝状真菌,能产生真菌毒素如脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON,又称呕吐毒素）,极大降低谷物的营养价值且严重危害公众健康。禾谷镰孢菌及其产生的DON毒素污染已成为亟待解决的食品安全问题。因此,本文研究了一种来源于天然产物的活性物质多球壳菌素（Myriocin,ISP-1）对禾谷镰孢菌及其DON毒素生物合成的抑制活性和作用机理,并制备了一种负载多球壳菌素的纳米纤维膜,探究其在食品抗菌包装中的应用潜力。主要研究内容与结果如下:多球壳菌素对禾谷镰孢菌的抑制活性及机理研究。通过微量稀释法确定多球壳菌素对禾谷镰孢菌的最小抑菌浓度（Minimum inhibitory concentration,MIC）为64μg·m L-1,且在p H 3～8范围内抑菌效果保持稳定。通过孢子萌发实验和菌落生长速率法评估多球壳菌素对禾谷镰孢菌的抑制活性,结果显示浓度在16～128μg·m L-1内多球壳菌素对菌丝生长和孢子萌发均有显著抑制作用,且呈现出一定的浓度依赖性。扫描电子显微镜和孢子荧光染色观察结果显示,在MIC浓度水平的多球壳菌素处理下,禾谷镰孢菌菌丝体形态异常,表面出现不规则皱缩、凹陷,局部出现孔洞;孢子活力下降,部分孢子死亡。随着多球壳菌素浓度的增加,菌体胞外相对电导率上升、蛋白质和核酸泄露量增加、膜脂过氧化程度加大。分子对接结果显示,多球壳菌素可通过氢键和疏水相互作用与丝氨酸棕榈酰转移酶（Serine palmitoyl transferase,SPT）结合使得其酶活性降低,进而影响细胞膜中鞘脂的合成。以上结果表明,多球壳菌素通过改变细胞膜的通透性或完整性而影响其结构和功能,从而抑制禾谷镰孢菌的正常生长。多球壳菌素对禾谷镰孢菌DON毒素生物合成的影响及其机理研究。多球壳菌素在16μg·m L-1和32μg·m L-1的亚抑制浓度下对DON毒素合成的抑制率分别为76.40%和84.33%,对真菌生物量的抑制率分别为22.74%和45.46%,说明多球壳菌素在亚抑制浓度下能够抑制DON毒素的生物合成。通过转录组学分析差异表达基因和关键代谢通路的变化,发现调控DON毒素合成途径的TRI基因簇表达下调。RT-PCR结果显示,16μg·m L-1和32μg·m L-1的多球壳菌素处理使得禾谷镰孢菌的关键基因TRI5表达量分别降低1.13倍和3.10倍,转录调控因子TRI6分别下调了1.01倍和1.28倍。呼吸代谢水平分析结果显示,16μg·m L-1和32μg·m L-1的多球壳菌素处理后,丙酮酸的产量分别降低了42.63%和60.14%。以上结果表明,多球壳菌素通过调控DON毒素合成关键基因TRI5和转录调控因子TRI6的表达水平,并降低其间接底物丙酮酸的产量,进而抑制DON毒素的生物合成。多球壳菌素在小麦保藏和食品抗菌活性包装中的应用研究。小麦侵染实验结果显示80μg·g-1的多球壳菌素可显著降低单位质量小麦籽粒中DON毒素的含量,延缓小麦的品质劣变。利用静电纺丝技术,以生物聚合物3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物（PHBV）为基材并添加不同比例的多球壳菌素,制备出PHBV/ISP-1纳米纤维膜。以抗真菌活性和细胞毒性为综合指标,最终选择多球壳菌素添加量为3%的纳米纤维膜进行结构表征和性能测定。结果显示,PHBV/3%ISP-1纳米纤维膜的的水接触角为113.8±5.40o,说明材料呈疏水性。SEM显示纤维间随机连接,表面光滑无串珠,平均直径为740±132 nm;机械性能测试结果发现纳米纤维膜的断裂强度为5.49±0.39 MPa,展现出良好的机械性能。以易腐水果草莓进行保藏实验,结果显示PHBV/3%ISP-1纳米纤维膜能有效维持草莓质量、硬度和有机酸含量等品质指标,延缓草莓腐败变质,表明PHBV/ISP-1纳米纤维膜应用于抗真菌活性包装具有良好的可行性。
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