空气放电处理诱导尖孢镰刀菌孢子的凋亡过程

摘要

尖孢镰刀菌是莲藕采后的主要腐败菌.本研究采用空气放电技术对从腐烂莲藕分离到的尖孢镰刀菌进行处理,以孢子致死过程中存在的典型凋亡特征为切入点,详细探究空气放电处理下尖孢镰刀菌以线粒体为核心的凋亡进程.实验设置3个处理组,分别以臭氧含量6.87?mg/m3、负离子含量5×106?ions/cm3、臭氧6.87?mg/m3+负离子5×106?ions/cm3处理尖孢镰刀菌,以未经处理的尖孢镰刀菌作为对照组,检测孢子凋亡、活性氧簇(reactive?oxygen?species,ROS)荧光强度、线粒体膜电位、胞浆和线粒体Ca2+浓度、半胱天冬氨酸酶(metacaspase)活力.结果表明:空气放电处理后,孢子内ROS含量增多,线粒体膜电位下降,即发生膜电位去极化;胞浆Ca2+浓度先迅速上升后下降,最终趋于稳定,线粒体内Ca2+浓度大幅升高后减幅稳定上升;同时凋亡过程中还会引起Metacaspase的激活.其中负离子处理组只出现孢子凋亡,臭氧处理组和臭氧、负离子同时处理组出现孢子凋亡和坏死.通过实验结果可推断空气放电首先引起孢子内ROS的积累和Ca2+浓度的增加,线粒体ROS的产生引起线粒体膜电位的去极化,导致细胞色素c从线粒体释放到细胞质,激活Metacaspase,最终导致孢子凋亡.