马铃薯糖苷生物碱对枸杞根腐病菌三羧酸循环的影响

[目的]枸杞根腐病是危害枸杞生长的主要病害之一，可导致枸杞产量降低、品质下降，甚至造成植株死亡。腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是引起枸杞根腐病的主要病原菌之一。化学防治和农业防治是当前防控枸杞根腐病的主要措施，但防效不佳且易造成环境污染。马铃薯糖苷生物碱(Potato glycoside alkaloids，PGA)对多种植物病原真菌具有抑制作用，由于其材料来源广，成本低，对环境无危害等特点而逐渐成为研究热点。本研究以马铃薯糖苷生物碱为抑制剂，探讨其对F.solani线粒体结构和三羧酸循环的影响，揭示其可能的抑菌机理。[方法]采用牛津杯法测定PGA抑菌活性，透射电镜观察线粒体结构，利用试剂盒测定三羧酸循环相关酶活性和产物含量，高效液相色谱法检测能量变化；转录组测序筛选三羧酸循环差异基因。[结果]PGA可抑制F.solani菌落生长、生物量累积和孢子萌发，破坏线粒体结构，导致线粒体膜消亡，内容物流失。PGA抑制了F.solani顺乌头酸酶(ACO)、异柠檬酸脱氢酶(IDH)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、延胡索酸酶(FH)、苹果酸脱氢酶(MDH)、琥珀酰辅酶A合成酶(SCS)的活性以及乙酰辅酶A(CoA)、柠檬酸(CA)和苹果酸(L-MA)、α-酮戊二酸(α-KG)的含量降低；诱导了柠檬酸合成酶(CS)活性的增加并促进了F.solani异柠檬酸(ICA)、琥珀酰辅酶A(S-CoA)、琥珀酸(SA)、延胡索酸(FA)、草酰乙酸(OA)含量地积累。此外，PGA还降低了F.solani的ATP、ADP、AMP含量，造成EC水平紊乱。转录组分析表明，PGA可显著影响F.solani基因表达水平，筛选出19个与三羧酸循环有关的差异表达基因，其中11个基因下调，8个基因上调。[结论]PGA可诱导F.solani的三羧酸循环关键酶活性下降，进而减少三羧酸循环代谢通量，导致能量代谢被抑制从而发挥抗真菌效果。