馬鈴薯塊莖內(nèi)生細(xì)菌對龍葵素含量影響的研究.pdf

1、內(nèi)生菌是定植在植物組織中的一類細(xì)菌或真菌類微生物，它與植物體中的生物代謝過程有著密切的聯(lián)系。宿主植物為內(nèi)生菌的繁殖提供基礎(chǔ)代謝物質(zhì)，反之內(nèi)生菌可能會(huì)通過代謝產(chǎn)物對宿主的生長發(fā)育帶來多種生理影響，如促進(jìn)生長，抵御病原微生物，增強(qiáng)宿主耐寒耐旱能力等。由此可見，內(nèi)生菌憑借其對宿主所產(chǎn)生的復(fù)雜多樣的生理作用，在品種培育、生物防治、產(chǎn)物富集等方面擁有巨大的開發(fā)潛力。馬鈴薯是世界第四大糧食作物，在貯藏條件不當(dāng)?shù)那闆r下易產(chǎn)生一種有毒的糖苷類生物堿-龍

2、葵素。當(dāng)龍葵素超過一定限量后，則會(huì)對人體健康造成威脅。因此龍葵素是制約馬鈴薯貯藏加工乃至產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題之一。本研究將以馬鈴薯塊莖為試驗(yàn)材料，針對塊莖中內(nèi)生菌構(gòu)成及其龍葵素含量的變化，探索內(nèi)生菌對龍葵素含量的影響。本研究從內(nèi)生菌資源開發(fā)角度出發(fā)，為龍葵素的生物性控制手段提供了依據(jù)，同時(shí)也為探索其代謝機(jī)制提供了材料基礎(chǔ)，得到的主要結(jié)論如下:
　　1.借鑒QuEChERS前處理技術(shù)，采用乙酸乙醇雙溶劑提取，通過液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)建立了一種

3、測定馬鈴薯塊莖中α-茄堿和α-卡茄堿含量的方法，定量限達(dá)到0.01μg/kg(S/N=10)。該檢測方法便捷實(shí)用，為后續(xù)研究龍葵素的誘導(dǎo)產(chǎn)生和目標(biāo)菌株的篩選提供了評價(jià)手段。
　　2.通過研究溫度、光照和貯藏時(shí)間3種因素對馬鈴薯塊莖中α-茄堿的誘導(dǎo)作用，建立了馬鈴薯塊莖龍葵素合成誘導(dǎo)模型。光照強(qiáng)度對于α-茄堿含量的誘導(dǎo)作用最強(qiáng)，存在顯著性差異，貯藏時(shí)間和溫度無顯著差異。在低溫避光的貯藏條件下，馬鈴薯塊莖能夠較好的維持休眠期，抑制α-

4、茄堿的產(chǎn)生。在同樣的貯藏條件下，冀張8號(hào)品種中的α-茄堿增長量相對較大，極差分析結(jié)果表明其受貯藏時(shí)間的影響較明顯，因此不宜作為長期貯藏品種。馬鈴薯品種也是影響其α-茄堿含量變化的重要因素，為馬鈴薯精準(zhǔn)貯藏條件的研究提供了依據(jù)。
　　3.對環(huán)境誘導(dǎo)前后的馬鈴薯塊莖內(nèi)生性細(xì)菌進(jìn)行非培養(yǎng)多樣性分析，同時(shí)也對塊莖發(fā)芽與未發(fā)芽兩種狀態(tài)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，塊莖中內(nèi)生菌的主要門類是Firmicutes，主要屬類是Bacillus。Bacill

5、us可能通過產(chǎn)生植物激素等代謝產(chǎn)物對馬鈴薯的貯藏狀態(tài)產(chǎn)生影響。在不同條件下對馬鈴薯塊莖進(jìn)行誘導(dǎo)培養(yǎng)，結(jié)果表明誘導(dǎo)前后內(nèi)生菌的構(gòu)成存在較大差異，菌屬種類和豐度均有較大變化。在誘導(dǎo)培養(yǎng)前豐度較大的Enterococcus和Oceanbacillus菌屬，誘導(dǎo)培養(yǎng)后幾乎消失。發(fā)芽前后所造成的菌群變化程度較小，發(fā)芽后造成Bacillus和Lactococcus菌屬相對豐度升高。
　　4.對馬鈴薯塊莖內(nèi)生性細(xì)菌進(jìn)行分離純化，篩選出了能夠抑制

6、龍葵素含量的菌株NA2T-14，對其進(jìn)行碳源、氮源利用等生理生化指標(biāo)鑒定。隨后，對菌株發(fā)酵過程中的添加碳源、氮源，以及培養(yǎng)溫度、初始pH、培養(yǎng)時(shí)間進(jìn)行單因素條件優(yōu)化，并開展了優(yōu)化后菌株對α-茄堿和α-卡茄堿的抑制效果驗(yàn)證評估。在本試驗(yàn)誘導(dǎo)培養(yǎng)條件下，即28℃培養(yǎng)溫度，100％光照強(qiáng)度情況下，各時(shí)間組平均抑制率達(dá)到25％以上，誘導(dǎo)培養(yǎng)30天抑制率在17％以上。在室內(nèi)模擬貯藏條件下平均抑制率在28％以上，延長了馬鈴薯保質(zhì)期。該菌株的發(fā)現(xiàn)為尋