基于转录组的纳米铂金消毒液对香蕉枯萎病菌的抑菌机制解析

摘要

【目的】阐明纳米铂金消毒液对香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cubense的抑制效果和机制。【方法】采用菌丝生长速率法测定香蕉枯萎病菌在含纳米铂金消毒液PDA平板上的敏感性，确定半最大效应浓度(Half-maximal effective concentration, EC₅₀)。通过扫描电镜（Scanning electron microscopy, SEM）和透射电镜（Transmission electron microscopy, TEM）观察香蕉枯萎病菌菌丝接触纳米铂金消毒液后的形态变化。对菌株进行转录组测序后，进行GO和KEGG富集分析，并挖掘转录组相关差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs），分析纳米铂金消毒液处理后的香蕉枯萎病菌DEGs，揭示其内在机理。【结果】纳米铂金消毒液对香蕉枯萎病菌有很好的抑制效果，随着浓度的增加抑菌率显著增加，EC₅₀为5.94μL/mL。SEM和TEM观察结果显示，纳米铂金消毒液处理后的菌株有严重的机械损伤，同时细胞壁完整性受到破坏，细胞膜结构异常以及细胞器功能紊乱；对转录组相关DEGs进行分析发现，活性氧（Reative oxygen species, ROS）应激相关DEGs表达整体上调，脂肪酸去饱和酶（Fatty acid desaturase, FAD） DEGs表达上调，几丁质酶与几丁质合成酶相关DEGs表达整体下调，核糖体合成与功能相关DEGs表达下调，与RNA合成、加工和降解关键功能相关DEGs表达下调，MAPK、cAMP和G蛋白3大信号通路DEGs表达整体下调，DNA修复相关DEGs下调。【结论】纳米铂金消毒液对香蕉枯萎病菌的抑制效果较好，其抑菌机理与ROS应激反应密切相关，可为后续利用纳米铂金消毒液防治香蕉枯萎病提供理论依据。

关键词

纳米铂金消毒液 / 香蕉枯萎病菌 / 转录组 / 抑菌机制