背景介绍
镰刀菌引起的农作物赤霉病和穗腐病是农业领域的世界性难题，严重威胁了粮食产量和食品安全[1]。黄色镰刀菌和雪霉微座孢容易引发小麦茎基腐病[2]，而禾谷镰刀菌则是小麦赤霉病的致病因子[3]，真菌毒素感染对动植物造成了严重影响[4]。使用化学杀菌剂成为了减少植物真菌感染的一种重要措施，但化学杀菌剂的使用常常存在安全隐患。已有研究显示，静磁场对粘质沙雷氏菌具有抑制作用[5]，静磁场技术具有替代化学杀菌剂的巨大应用潜力。意大利学者通过观测静磁场环境对黄色镰刀菌的菌丝生长和分生孢子萌发的影响，研究静磁场环境作为杀菌手段的应用潜力。与对照组菌落直径8.5 cm相比，0.3 T静磁场环境下菌落直径仅为4.87 cm，并且菌体蛋白质浓度降低。真菌的毒性取决于乙醛酸循环的活性，异柠檬酸裂解酶（ICL）是该循环的主要作用酶，真菌细胞暴露在静磁场环境下使ICL活性以及葡萄糖浓度下降，碳源转化减少，菌丝生长受到抑制，毒性降低。静磁场环境下脂质浓度增加，脂质体数量提高。扫描电镜观察发现，暴露于静磁场环境后，菌丝的细胞壁明显萎缩。透射电镜中显示，静磁场环境导致菌丝胞浆中液泡和脂质体增多，细胞器解体。暴露于静磁场环境6 h后，黄色镰刀菌的分生孢子生长率约为45%，而对照组则为76%，静磁场环境对菌丝生长有抑制作用。
表1 静磁场组与对照组的黄色镰刀菌菌落形态和生化参数
图1 电镜下静磁场组和对照组的黄色镰刀菌菌丝生长情况
图2 荧光显微镜下静磁场组和对照组的分生孢子萌发情况，(a)和(b)为苏木精-伊红染色，(c)和(d)为吖啶橙染色
研究结论
镰刀菌被认为是引起小麦赤霉病和玉米穗腐病等疾病的谷物病原菌，早期研究主要集中在使用化学杀菌剂来控制真菌生长。0.3 T静磁场对黄色镰刀菌的菌丝生长和分生孢子萌发具有抑制作用，ICL活性下降，真菌毒性降低，菌丝形态发生干缩和空泡化，这与化学杀菌剂处理后的植物病原菌效果相近，但更具安全性。静磁场环境在降低病原菌的感染率和毒性方面极具应用潜力，为物理抗菌剂的开发和利用提供了一种新的研究方向。
原文链接：/10.1016/j.biochi..09.017
参考文献
[1] D. Boyacioglu, N.S. Hettiarachchy, Changes in some biochemical components of wheat grain that was infected with Fusarium graminearum, J. Cereal Sci. 21 (1995) 57–62.
[2] W.A.J.M. Dawson, G.L. Bateman, Fungal communities and disease symptoms on stem bases of wheat and barley and effects of seed treatments containing fluquinconazole and prochloraz, J. Phytopathol. 149 (11–12) (2001) 665–671.
[3] C.H.A. Snijders, Fusarium head blight and mycotoxin contamination of wheat, a review, Neth. J. Plant Pathol. 96 (1990) 187–198.
[4] J.E. Smith, Aflatoxins, in: J.P.F. D’Mello (Ed.), Handbook of Plant and Fungal Toxicants, CRC Press, Boca Raton, FL, 1997, pp. 269– 285.
[5] E. Piatti, M.C. Albertini, W. Baffone, D. Fraternale, B. Citterio, M.P. Piacentini, M. Dachà, F. Vetrano, A. Accorsi, Antibacterial effect of a magnetic field on Serratia marcescens and related virulence to Hordem vulgare and Rubus fruticosus callus cells, Comp. Biochem. Physiol. Part B 132 (2002) 359–365.
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