Molecular profiling of indoor microbial communities in moisture damaged and non-damaged buildings

Epidemiological studies have shown an elevation in the incidence of asthma, allergic symptoms and respiratory infections among people living or working in buildings with moisture and mould problems. Microbial growth is suspected to have a key role, since the severity of microbial contamination and symptoms show a positive correlation, while the removal of contaminated materials relieves the symptoms. However, the cause-and-effect relationship has not been well established and knowledge of the causative agents is incomplete. The present consensus of indoor microbes relies on culture-based methods. Microbial cultivation and identification is known to provide qualitatively and quantitatively biased results, which is suspected to be one of the reasons behind the often inconsistent findings between objectively measured microbiological attributes and health. In the present study the indoor microbial communities were assessed using culture-independent, DNA based methods. Fungal and bacterial diversity was determined by amplifying and sequencing the nucITS- and16S-gene regions, correspondingly. In addition, the cell equivalent numbers of 69 mould species or groups were determined by quantitative PCR (qPCR). The results from molecular analyses were compared with results obtained using traditional plate cultivation for fungi. Using DNA-based tools, the indoor microbial diversity was found to be consistently higher and taxonomically wider than viable diversity. The dominant sequence types of fungi, and also of bacteria were mainly affiliated with well-known microbial species. However, in each building they were accompanied by various rare, uncultivable and unknown species. In both moisture-damaged and undamaged buildings the dominant fungal sequence phylotypes were affiliated with the classes Dothideomycetes (mould-like filamentous ascomycetes); Agaricomycetes (mushroom- and polypore-like filamentous basidiomycetes); Urediniomycetes (rust-like basidiomycetes); Tremellomycetes and the family Malasseziales (both yeast-like basidiomycetes). The most probable source for the majority of fungal types was the outdoor environment. In contrast, the dominant bacterial phylotypes in both damaged and undamaged buildings were affiliated with human-associated members within the phyla Actinobacteria and Firmicutes. Indications of elevated fungal diversity within potentially moisture-damage-associated fungal groups were recorded in two of the damaged buildings, while one of the buildings was characterized by an abundance of members of the Penicillium chrysogenum and P. commune species complexes. However, due to the small sample number and strong normal variation firm conclusions concerning the effect of moisture damage on the species diversity could not be made. The fungal communities in dust samples showed seasonal variation, which reflected the seasonal fluctuation of outdoor fungi. Seasonal variation of bacterial communities was less clear but to some extent attributable to the outdoor sources as well. The comparison of methods showed that clone library sequencing was a feasible method for describing the total microbial diversity, indicated a moderate quantitative correlation between sequencing and qPCR results and confirmed that culture based methods give both a qualitative and quantitative underestimate of microbial diversity in the indoor environment. However, certain important indoor fungi such as Penicillium spp. were clearly underrepresented in the sequence material, probably due to their physiological and genetic properties. Species specific qPCR was a more efficient and sensitive method for detecting and quantitating individual species than sequencing, but in order to exploit the full advantage of the method in building investigations more information is needed about the microbial species growing on damaged materials. In the present study, a new method was also developed for enhanced screening of the marker gene clone libraries. The suitability of the screening method to different kinds of microbial environments including biowaste compost material and indoor settled dusts was evaluated. The usability was found to be restricted to environments that support the growth and subsequent dominance of a small number microbial species, such as compost material.

Biosorption of heavy metal ions from aqueous and cyanide solutions using fungal biomass

A waste fungal biomass containing killed cells of Aspergillus niger was efficiently used in the removal of toxic metal ions such as nickel, calcium, iron and chromium from aqueous solutions. The role of different parameters such as initial metal ion concentration, solution pH and biomass concentration on biosorption capacity was established. The maximum metal uptake was found to be dependent on solution pH and increased with biomass loading upto 10g/L. The adsorption densities for various metal ions could be arranged as Ca>Cr (III)>Ni>Fe>Cr (VI). The effect of the presence of various metal ions in binary, ternary and quaternary combinations on biosorption was also assessed. Ni uptake was significantly affected, while that of Cr (VI) the least, in the presence of other metal ions. Uptake of base metals from an industrial cyanide effluent was studied using different species of fungi such as Aspergillus niger, Aspergillus terreus and Penicillium funiculosum and yeast such as Saccharomyces cerevisiae which were isolated from a gold mine. Traces of gold present in the cyanide effluent could be efficiently recovered. Among the four base metal contaminants present in the cyanide effluent, zinc was found to be most efficiently biosorbed, followed by iron, copper and lead. The role of both living and dead biomass on biosorption was distinguished and probable mechanisms illustrated.

Synthesis, antimicrobial and cytotoxic activities of pyrimidinyl benzoxazole, benzothiazole and benzimidazole

A variety of pyrimidinyl benzoxazoles, benzothiazoles and benzimidazoles linked by thio, methylthio and amino moieties were prepared and studied their antimicrobial and cytotoxic activities. The compound pyrimidinyl bis methylthio benzimidazole 22 was a potent antimicrobial agent particularly against Staphylococcus aureus (29 mm, MIC 12.5 mu g/mL) and Penicillium chrysogenum (38 mm, MIC 12.5 mu g/mL). The amino linked pyrimidinyl bis benzothiazole 24 exhibited cytotoxic activity on A549 cells with IC50 value of 10.5 mu M. (C) 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Efecto terapeutico del Jicaro Sabanero (Crescentia alata H.B.K.), Madero negro (Gliricidia sepium (Jacq) y Neem (Azadirachta indica A. Jus) en dermatopatias de los conejos y diagnostico de las mismas en el Rancho Agropecologico en especies menores ebenezer, Niquinohomo, Nicaragua

Con el objetivo de determinar los principales agentes etiológicos de las dermatopatías en conejos y determinar el efecto terapéutico de tres tratamientos fitoterapéuticos 1) Jícaro Sabanero, 2) madero negro y 3) Neem, sobre las mismas, se realizó un estudio en el Rancho Agropecológico en especies menores, Ebenezer (RAEME), Niquinohomo, Nicaragua. El trabajo se realizó en 59 conejos divididos en cuatro grupos y sometidos a los diferentes tratamientos. Para evaluar la efectividad de los tratamientos se realizaron 3 aplicaciones de cada uno de ellos a sus respectivos grupos, con intervalos de siete días cada uno, durante 21 días; a excepción del jícaro que se aplicó tres días continuos, cada siete días, durante 21 días. Se determinó que los principales agentes etiológicos presentes en el estudio, fueron el ácaro Listrophorus sp, los hongos Mucor sp, Aspergillus sp, zygomices sp, Penicillium sp. De los tres tratamientos aplicados, el tratamiento a base de Neem (Azadirachta indica) fue el que presentó un efecto altamente significativo (P< 0.0001)sobre el control de las dermopatías y permitió un mejor grado de recuperación de los conejos tratados. El tratamiento a base de jícaro (Crescentia alata) presenta algún grado de efectividad para el control de las dermopatías encontradas. El tratamiento a base de madero negro (Gliricidia sepium ), presentó muy poca efectividad en el control de las dermopatías en estudio.

Determinación de la calidad fitosanitaria de la semilla de frijol común en Nicaragua y alternativas de manejo del grano

En Nicaragua el género Phaseolus, representa una fuente importante de nutrientes que la población incluye en su dieta diaria, además provee ingresos a los productores con los que subsanan una parte de sus necesidades, El 95% de la producción de frijol en el país descansa en pequeños y medianos productores que enfrentan problemas como: Falta de asistencia técnica, poca o ninguna disponibilidad de créditos, poseen terrenos no adecuados para este cultivo y el uso constante de semillas remanentes de un ciclo a otro; Esto ha incidido de forma directa en la disminución de los rendimientos y en el aumento de los niveles de inoculo en la semilla. Son muchas las enfermedades que atacan a esta leguminosa y algunas de estas llegan a infestar y/o infectar la semilla logrando así un eficiente mecanismo de dispersión. Con el objetivo de conocer sobre la calidad fitosanitaria de la semilla utilizada por los productores, evaluar algunas técnicas para la preservación de la misma, determinar el nivel de conocimiento de los productores con respecto a las enfermedades y discernir sobre la efectividad de las técnicas de almacenamiento de la semilla utilizadas por los productores, se realizó este trabajo involucrando 75 productores del país, logrando recolectar de sus manos un total de 15 variedades las que corresponden a los nombres de: DOR-364, RAB-310, Honduras-46, Estelí-150, Estelí-90A, Estelí-B, Negro, Blanco, Chiricano, Rojo criollo, DICTA-114, Balin tíco, Revolución-84 y dos variedades del Centro Nacional de Investigación Agropecuaria (CNIA), DOR-805 y DOR-576. El trabajo se dividió en dos fases: una de campo que consistió en la colecta de datos y muestras de semillas en las zonas de estudio en el mes de Marzo y una de laboratorio en la que se determinaron los diferentes tipos de microorganismos presente en las semillas a través de Observación de síntomas, pruebas de laboratorio y identificación de los microorganismos. Se hizo una prueba de almacenaje mediante el uso de botes plásticos con tapadera, los tratamientos utilizados para la preservación fueron• Cal, Ceniza y Ceniza+Cal en dosis de 80gr de producto por libra de semilla, más o menos 25 libras por quintal de grano y un testigo. Los resultados de las encuestas demuestran que los productores reconocen las enfem1edades como tales, pero no pueden diferenciarlas en su totalidad como causadas por hongos, bacterias o virus. Se identificaron los siguientes patógenos: Rhizoctonia sotaní, Thanatephoms cucumeris, Collectotrichum lindemuthianum, Fusarium solani, Fusarium poae, Fusarium tricinctum, l-i1sarium oxyspomm, Penicillium .;pp, Aspergillus ochraceus, Aspergillus ustus, Aspergillus glaucus (Emericella nidulans)(Eim>tium link), Aspergiilus niger, Aspergillus parasitim Aspergillus candidus, Aspergillus terreus, Rhizopus oryzae, Rhizopus stolonifer, Xanthomona;• campestris pv phaseoli, Pseudomonas spp, el virus del mosaico común no se detectó en este trabajo. Los mejores resultados se observaron en los tratamientos de cal y cal+ceniza, siendo cal+ceniza quién presentó alta significancia en la disminución de la infección por hongos, gorgojos (Bruchidae) y bacterias, pudiendo disminuir hasta un 57% las infecciones de hongos, un 68% de las infecciones por bacterias a nivel superficial y un l 00% la población de gorgojos, con respecto a las presentadas por el testigo de laboratorio. El tratamiento de cal+ceniza es más barato, eficaz y menos peligroso que el uso de cualquier químico.

Evaluación agronómica con enfoque agroecológico en un sistema diversificado de guayaba (Psidium guajava L.), nopal (Opuntia ficus L.), piña (Ananas comosus L.) y papaya (carica papaya L.) utilizando vermicompost, Managua, Nicaragua, 2009-2011

Con el propósito de responder a preguntas de orden nutricional y biológico del suelo con un enfoque agroecológico se desarrolló el presente trabajo, en un terreno calcáreo, no salino, que permaneció en barbecho cinco años antes de iniciado el estudio. Se evaluó la implementación de una diversificación de cultivos (guayaba, nopal, piña y papaya) y tres dosis de vermicompost (a 1 :10, a 2 :15 y a 3 :20 t (ha año) - 1 . La investigación se inició en mayo del 2009 hasta diciembre del 2011 y el diseño usado fue cuasiexperimental en franjas pareadas. Las características físicas - químicas de suelo analizadas fueron: pH en H 2 O, materia orgánica , N, arena, limo y arcilla en %; P disponible, Fe, Cu, Mn y Zn en ppm; K disponible, Ca y Mg en meq, conductividad eléctrica en μS/cm y la relación C/N. Desde el punto de vista biológico del suelo se determinaron presencia de hongos, bacterias y actinomicetos. Antes de iniciar el estudio en 2009, y durante el ensayo, se determinaron las variables físicas, químicas y biológicas del suelo. Para la interpretación agronómica de la nutrición para cada cultivo se hizo un análisis combinado entre los resultados de las propiedades físico - químicas y los rangos definidos para cada cultivo por la metodología propuesta por Quintana (1983) . La diversificación de cultivos, influyó sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo. En el cultivo de guayaba si se aplica 20 t (ha año) - 1 hay que realizar aplicaciones suplementarias de Cu. Aplicaciones de a 1 y a 2 en nopal y papaya respectivamente, además de aplicaciones complementarias de Cu, también necesitan suplemento de P. Sin efecto antropogénico los microorganismos que predominaron fueron bacterias del género Bacillus y esporádicamente Pseudomona y Sarcina . Con la diversificación de cultivos y aplicaciones de vermicompost se incrementó la diversidad de géneros de microorganismos. El total de géneros de microorganismos, al concluir el estudio fueron 13; de éstos 10 fueron diferentes (Cinco hongos: Curvularia, A spergillus, Pestalotia, Fusarium, Penicillium ; cuatro bacterias: Serratia, Erwinia, Sporolactobacillus y Caryophanon y un actinomiceto: Streptomyces). Variables del crecimiento en el cultivo de guayaba demostraron que con un mayor número de ramas terciarias existe un 70 % de probabilidad de tener más frutos comerciales. En nopal, el tratamiento con los mejores resultados para variables del crecimiento es 15 t (ha año) - 1 cosechado cada 90 días. Para piña, se encontró resultados superiores con 10 t (ha año) - 1 . Papaya obtuvo los mejores resultados con 20 t (ha año) - 1 . Con el cultivo de guayaba el mejor rendimiento se alcanzó utilizando 20 t (ha año) - 1 . En nopal un mayor número de cladodios se alcanza aplicando 15 t (ha año) - 1 cosechado cada 30 días. Un mayor peso en el cladodio se obtiene al aplicar 20 t (ha año) - 1 , cosechado cada 90 días. La piña obtiene mayor número de frutos aplicando 15 t (ha año) - 1 . En el cultivo de papaya un mayor número de frutos cosechados fue alcanzado con 15 - 20 t (ha año) - 1.

Microbiología, rendimiento y análisis económico en el cultivo de guayaba (Psidium guajava L.) utilizando tres dosis de humus de lombriz, Managua, 2013 -2014

En la Universidad Nacional Agraria (UNA) ubicada en el kilómetro 12 ½ carretera Norte Managua, en el año 2013 , se realizó el estudio en una plantación de guayaba establecida desde el 2009; ubicada en el área de la parcela agroecológica. La finalidad de la investigación consistió en realizar análisis microbiológico del suelo, evaluar el rendimiento y rentabilidad del cultivo de guayaba variedad taiwanesa, usando tres dosis de humus de lombriz 10, 15 y 20 t (ha año) -1, aplicadas cada dos meses , en el período lluvioso y época seca 2013 – 2014.El diseño de campo utilizado fue el de franjas emparejadas en un área de 240m2, donde se encuentran establecidas 27 plantas distribuidas en 3 surcos con 9 plantas cada surco. Las variables evaluadas para el análisis microbiológico fueron el número de unidades formadoras de colonias (UFC) para hongos, bacterias y actinomicetos, organismos identificados, entre ellos los hongos. Aspergillus sp y Penicillium sp ; en el género de bacterias: Bacillums sp, Sarcina flava y Actinomycetes. Con las dosis aplicadas de humus de lombriz, no hubo incremento de la diversidad de microorganismos en el suelo. Las variables del rendimiento evaluadas fueron número de frutos cosechados, peso de frutos, diámetro ecuatorial y diámetro polar. Para el análisis económico se utilizó la metodología de CIMMYT (1988) modificada. Se realizó un análisis paramétrico (ANDEVA con separación de medias según Tukey al 95 % de confianza): mostrando que no hubo diferencias estadísticas significativas para las variables evaluadas de rendimiento. Resultando la mayor rentabilidad en el tratamiento de 10 t (ha)-1: C$ 1,250,868.68 afirmando que el tratamiento 10 t (ha)-1 es más rentable por generar C$ 2.13 por cada córdoba invertido en comparación con los demás tratamientos de 15-20 t (ha año) -1 los que obtuvieron valores inferiores de C$ 1.23 y C$ 1.19 por cada córdoba invertido

Avaliação das condições ambientais e de trabalho em salas cirúrgicas e de necropsia - estudos de casos em hospitais públicos e IMLs da região metropolitana do Rio de Janeiro

A qualidade do ar é um importante indicador de saúde ambiental, sendo o seu monitoramento contínuo necessário. Apesar da relevância do tema, há muitos países em que os limites de exposição para agentes biológicos ainda não foram estabelecidos ou foram definidos de forma inadequada, podendo comprometer a qualidade ambiental. Os ambientes hospitalares, assim como as salas de necropsia podem apresentar problemas de contaminação do ar por agentes microbiológicos, necessitando de monitoramento contínuo a fim de evitar a ocorrência de doenças nos trabalhadores e na população em geral. Este estudo realizou a avaliação microbiológica do ar em hospitais públicos e IMLs da região metropolitana do Rio de Janeiro em salas cirúrgicas e de necropsia. A pesquisa exploratória e descritiva baseou-se em levantamento bibliográfico e investigação de campo, através de estudos de casos. Os dados foram obtidos por meio de entrevistas e observação direta nos locais de trabalho, onde foram realizadas as avaliações microbiológicas do ar. As variações em salas cirúrgicas para bactérias e fungos foram respectivamente de 14,99 ufc/m3 88,29 ufc/m3 e de 45,93 ufc/m3 - 742,09 ufc/m3. Já nas salas de necropsia os valores para bactérias e fungos variaram respectivamente de 18,96 ufc/m3 54,9 ufc/m3 e de 144,87 ufc/m3 - 1152,01 ufc/m3. Foram identificados tanto no ambiente cirúrgico como nas salas de necropsia a presença dos seguintes fungos: Aspergillus sp., Neurospora sp., Penicillium sp., Fusarium sp., Cladosporium sp., Curvularia sp., e Trichoderma sp. Já em relação às bactérias foram identificadas as presenças de Staphilococcus sp., Streptococcus sp. e Micrococcus sp. Foram traçadas recomendações para melhoria da qualidade ambiental e do ar. Os resultados indicaram que os valores são elevados quando comparados com as recomendações das normas internacionais. Foram encontrados valores inferiores aos sugeridos pela CP n. 109 da ANVISA. A presença de microrganismos patogênicos sugere adoção de medidas de controle ambiental. O estudo apontou a necessidade urgente do estabelecimento de valores de referência para ambientes hospitalares no Brasil a fim de garantir condições seguras que não venham a comprometer a saúde dos pacientes e profissionais de saúde envolvidos.

果实采后病害生物防治及其机理研究

　　分离和筛选了5种能有效防治采后果实病害的拮抗菌。其中，季也蒙假丝酵母(Candida guiliermondii(Cast) Langeroret Guerra)从引种拮抗菌中筛选获得，枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）B-912从土壤中分离筛选获得，膜醭毕赤酵母（Pichia membranefaciens hansen）从桃果实伤口上分离获得，隐球酵母(Cryptococcus albidus (Saito) Skinner)和丝孢酵母（Trichosporon sp.）从桃果实表面分离获得。本文主要研究了这些拮抗菌对桃、油桃、苹果、梨和柑桔等我国主要水果采后病害的防治效果，并对其可能的抑菌机理进行了初步研究。结果如下： 1. Sx108 CFU/mL的C．guiliermondii和P．membranefaciens悬浮液可完全抑制病菌孢子浓度为5x104个/mL时桃和油桃果实软腐病(Rhizopus stolonifer(Ehrenb.ex Fr.) Vuill.)在25℃，15℃和3℃下的发生。lx108 CFU/mL的C．albidus和Trichosporon sp.悬浮液可完全抑制孢子浓度分别为lx105个/mL和5x104个/mL时苹果灰霉病(Botrytis cinerea)和青霉病（Penicillum expansum）在23℃-25℃和1℃下的发生。C．albidus和Trichosporon sp.对梨灰、青霉病也有一定抑制效果。B-912对柑桔果实青霉病(Penicillium italicum)、绿霉病(Penicillium digitatum)和核果类果实褐腐病(Monilinia fructicola)也有极好的抑制效果。生物防治效果与拮抗菌的浓度成正比，与病菌孢子浓度成反比。 2．拮抗酵母菌在室温和冷藏条件下都能迅速在果实伤口定殖，接种酵母菌48 h后，数量可增加20倍以上。拮抗菌和病菌孢子的接种时间与生物防治效果有关，先接种拈抗菌的抑菌效果显著地好于同时或后于病菌接种的效果。 3．温度对拮抗酵母菌的抑菌活力没有明显影响，无论是在室温还是在冷藏条件下，拮抗酵母菌都有同样的抑菌效果。但拮抗细菌B-912的抑菌效果与温度有一定关系。较高的温度有利于细菌拮抗作用的发挥。 4．拮抗菌能与常规的果实采后处理措施如钙处理、化学杀菌剂、冷藏和气调贮藏相结合。酵母菌与2% CaC12配合能明显地增强其抑菌能力;拮抗菌与低浓度的杀菌剂如扑海因混合使用，可达到高浓度杀菌剂的抑病效果;C．albidus和Trichosporon sp.对果实采后气调贮藏环境有良好的适应性，它们在气调下对采后苹果、梨的灰霉病和青霉病的抑制效果比冷藏条件下的好。 5．细菌B-912的抑菌机理与其产生抗菌素有关，B-912的滤液在in vitro上能有效地抑制病菌孢子的萌发，在invivo上也能明显地抑制果实采后病害的发生。拮抗酵母菌的抑菌机理则较复杂，但主要与病菌竞争营养有关，同时，C．guilliermondii和P．membranefaciens对软腐菌的抑制还通过产生水解酶如β-1，3一葡聚糖酶和几丁酶与病原菌直接作用，并参与诱导寄主产生抗性等

提高生物拮抗菌对果实采后病害的生防效力研究

摘要 　　"随着人们对身体健康和环境污染的日益重视，化学农药作为控制果实采后病害的主要方法受到了很大限制，科学研究者不得不寻求更加安全有效的防治果实采后病害的新方法。生物防治以其对环境和人类健康不造成危害的优点而逐渐受到人们的青睐。然而，由于生物防治是以活菌为基础，有其局限性和时效性，单独使用拮抗菌很难达到化学药剂完全控制果实采后病害的效果，因此，提高拮抗菌的生防效力成为当今生物防治领域的研究重点。本文主要研究了拮抗菌与不同外源物质配合使用的抑病效果及协同抑病机理;拮抗菌对采前田间和采后贮藏环境条件的适应能力;以及采前应用拮抗菌对果实采后贮藏期间病害的生物防治效力。研究结果表明： 　　1、酵母拮抗菌Cryptococcus laurentii与低浓度化学杀菌剂imazalil（25g/ml）和kresoxim-methyl（50g/ml）配合使用可以显著提高对冬枣果实采后黑霉病（Alternaria alternata）和褐腐病（Monilinia fructicola）的防治效果，杀菌剂并不影响拮抗菌在冬枣果实伤口的生长动态。 　　2、酵母拮抗菌Pichia membranefaciens和C. laurentii 与钼酸铵（NH4-Mo，5 mmol/L）和碳酸氢钠（NaHCO3，2%）配合能够显著提高对甜樱桃果实采后褐腐病（M. fructicola）的抑病能力。通过in vitro和扫描电镜观察结果表明，NH4-Mo和NaHCO3能够显著地抑制病原菌M. fructicola在培养基和果实伤口的生长，具有杀菌作用。 　　3、酵母拮抗菌C. laurentii和Rhodotorula glutinis与硅酸钠（Na2SiO3）配合使用对甜樱桃果实采后青霉病（Penicillium expansum）和褐腐病（M. fructicola）以及对冬枣果实青霉病（P. expansum）和黑霉病（A. alternata）的防治效果更好。经in vitro和扫描电镜观察表明，Na2SiO3对病原菌在培养基和果实伤口的生长有明显的抑制作用。同时，Na2SiO3还能诱导果实苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）等抗性相关酶活性的提高。 　　4、酵母拮抗菌R. glutinis与水杨酸（SA，0.5mmol/L）配合可显著提高对甜樱桃果实采后青霉病（P. expansum）和黑霉病（A. alternata）的抑病能力。SA不影响拮抗菌在果实伤口的生长，in vitro实验中低浓度的SA对病原菌孢子萌发和芽管伸长也没有抑制作用。SA可能是通过诱导果实产生抗性来协同提高拮抗菌的抑病效果，而不是直接抑制病原菌生长。 　　5、酵母拮抗菌C. laurentii和R. glutinis在气调（Controlled atmospheres, CA）贮藏条件下对樱桃果实采后青霉病（P. expansum）和黑霉病（A. alternata）的防治效果显著提高。气调贮藏不抑制拮抗菌在甜樱桃果实伤口的生长。 　　6、采前应用酵母拮抗菌C. laurentii 和R. glutinis能够显著抑制甜樱桃果实在采后不同贮藏环境下的发病率。拮抗菌能够在田间果实表面生长并一直保持较高的数量。在试验的三种酵母拮抗菌中，C. laurentii的防病效果最好，该菌不仅能在果实表面迅速生长，也能适应低温和CA贮藏环境。"

酵母拮抗菌的抑病机理及生防效力改良的研究

相对于酵母拮抗菌的使用来说，人们对其作用机理了解得还不是很清楚。而了解拮抗菌的抑菌机理却是增强拮抗菌的生防效果以及进行拮抗菌筛选标准的重要前提。本文主要研究了酵母拮抗菌Pichia membranefaciens、Cryptococcus albidus以及Crytococcus laurentii对水果采后软腐病、褐腐病以及青霉病的防治效果，拮抗菌与病原菌之间的相互作用，并对酵母拮抗菌与外源物质配合使用，以及通过遗传改良途径来提高酵母拮抗菌生防能力等进行了初步研究。实验结果如下： 1、酵母拮抗菌P. membranefaciens、C. albidus以及C. laurentii能在果实伤口大量繁殖。采用扫描电镜技术，观察发现在桃果实伤口处P. membranefaciens能紧密地吸附在软腐病菌Rhizopous stolonfier的菌丝体上;C. laurentii与青霉病菌Penicillium expansum在苹果果实伤口处也存在着直接的拮抗作用;但P. membranefaciens和C. albidus对P. expansum的直接作用不明显。 2、酵母拮抗菌P. membranefaciens能够有效地抑制甜樱桃果实在常温和低温贮藏条件下褐腐病的发生。在常温贮藏条件下，P. membranefaciens和褐腐病菌Monilinia fracticola 处理都能够提高果实β-1,3-葡聚糖酶、POD、以及PAL酶的活性，但在低温贮藏条件下，拮抗菌和病原菌处理对甜樱桃果实β-1,3-葡聚糖酶、POD酶活性的升高有促进作用，对PAL和PPO酶活性的诱导作用不明显。 3、梨果实采后经过水杨酸，CaCl2，UV辐射和草酸等各种激发子处理以后，再接种病原菌Alternaria alternata，可以显著降低梨果实的发病率。其中，水杨酸处理的果实发病率最低。不同的激发子均可以诱导梨果实β-1,3-葡聚糖酶、POD、PAL和PPO酶活性的升高，但对果实乙烯含量的影响不明显。 4、氨基糖甙类抗菌素G418能够抑制P. membranefaciens的生长，其最低抑制浓度为100g ml-1。将G418抗性基因Neor插入到酵母-大肠杆菌穿梭表达载体pFL61中，构建PGK启动子驱动的表达载体pFL61-neo，利用醋酸锂转化法转化P. membranefaciens。酵母转化子在非选择性培养条件下连续生长50代后，仍有67.87%的细胞保留该质粒。这表明穿梭表达载体pFL61-neo能稳定地存在于P. membranefaciens中，并且该酵母细胞能有效地识别PGK启动子和终止子指导Neor的表达。 5、酵母拮抗菌C. laurentii和Rhodotorula glutinis与2%的碳酸氢钠混合使用，对冬枣果实青霉病的防治效果明显比单独使用拮抗菌或化学物质的防病效果好。其中，107CFU ml-1的拮抗菌与238 mmol l-1的碳酸氢钠配合使用可以达到单独使用108CFU ml-1拮抗菌的防病效果。另外，钼酸铵作为一种添加剂也能提高R. glutinis对梨果实青霉病和黑霉病的防治效果，但将钼酸铵与Trichosporon sp.配合使用的防病效果不明显。碳酸氢钠和钼酸铵在果实伤口对酵母拮抗菌的生长都有一定的抑制作用。 6、酵母拮抗菌P. membranefaciens在不同碳源、氮源中生长情况表明：在几种氮源中，大豆蛋白胨、酵母提取物、牛肉浸膏对P. membranefaciens的生长有显著的促进作用，其中，大豆蛋白胨的效果最好。在检测以葡萄糖、果糖和麦芽糖作为碳源的生长实验中，发现这几种碳源都能够被拮抗菌很好的利用，其中葡萄糖的利用率最好。小球藻生长因子（CGF）能够明显地促进了P. membranefaciens的生长。但是，CGF的浓度从0.5%增加到1%并没有促进酵母菌细胞数量的增加。

拮抗菌和化学物质的抑病机理及果实抗病相关基因的克隆

真菌病害是造成采后新鲜水果损失的一个主要原因。生物拮抗菌能有效地防治果实采后腐烂，降低杀菌剂的用量，从而增加了食品安全性和降低了潜在的环境危害。然而，与化学杀菌剂相比，单独使用生物拮抗菌对果实采后病害的控制效果有时不如化学杀菌剂明显。因此，为了提高拮抗菌的生防效力，有效控制果实的采后病害，本文主要研究了拮抗菌与化学物质使用的防病机理，并从冬枣果实中克隆β-1，3-葡聚糖酶基因并对其特性进行了初步分析。研究结果表明： 1. 酵母菌Cryptococcus laurentii和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis能够有效的防治冬枣果实采后青霉病和黑霉病的发生，而且C. laurentii对病害的防治效果比B. subtilis好。拮抗菌的抑病效果与使用浓度成正比。在接种C. laurentii的伤口上再接种病原菌可以显著刺激酵母菌的生长。然而，在接种B. subtilis的伤口上接种病原菌则不增加拮抗细菌的群体数量。 2. 不同酵母拮抗菌对四种杀菌剂（Deccozil，Sportak，Iprodine和Stroby）的敏感程度不同。其中，R. glutinis对Deccozil，Iprodione和Stroby最敏感。将低剂量的杀菌剂与酵母菌配合能显著增强酵母菌对采后病菌的抑制作用。C. laurentii与100 µl/L的Stroby配合能完全抑制青霉和黑霉病菌的孢子萌发。2%（w/v）的碳酸氢钠（SBC）与C. laurentii或T. pullulans配合使用显著抑制采后病菌(Penicillium expansum或Alternaria alternata)的孢子萌发和芽管伸长。SBC显著增强拮抗菌对梨果实采后青霉病和黑霉病的防治能力。C. laurentii对采后病害的防治效果好于T. pullulans的防治效果。 3. C. laurentii和B. subtilis对冬枣果实抗病性的诱导与接种距离和接种时间密切相关。距接种拮抗菌近的部位，抗性诱导就越强。酵母菌诱导果实的这种抗病性与诱导果实几丁质酶，β-1，3-葡聚糖酶， PAL，POD和PPO活性有关。 4. 采前喷施2 mM的水杨酸（SA）和0.2 mM的茉莉酸甲酯（MeJA）显著降低甜樱桃果实采后褐腐病的病斑直径， 并能诱导甜樱桃果实β-1，3-葡聚糖酶， PAL， POD和PPO活性以及乙烯含量的增加。采前处理对果实抗病性的诱导效果要好于采后处理。采前和采后SA或MeJA处理，贮藏于25C的甜樱桃果实β-1，3-葡聚糖酶和PAL活性显著高于贮藏于0C的甜樱桃果实的酶活性。2 mM的SA显著抑制了Monilinia fructicola的孢子萌发和菌丝扩展;而0.2 mM的MeJA则对M. fructicola几乎没有抑制作用。在贮藏早期，MeJA对果实β-1，3-葡聚糖酶和PAL活性的诱导作用要强于SA的诱导作用。 5. 1 × 108CFU/ml的C. laurentii，以及5 × 107CFU/ml的C. laurentii与0.2 mM的MeJA 配合使用均可诱导桃果实的抗性，并显著降低果实青霉病和褐腐病的病斑直径。0.2 mM的MeJA能促进C. laurentii生长，抑制P. expansum的菌丝扩展， 但对M. fructicola基本没有抑制作用。在25和0C，MeJA和C. laurentii单独或配合使用都诱导了桃果实几丁质酶，β-1，3-葡聚糖酶，PAL和POD活性的升高。这些抗病相关酶活性的升高可能与病斑扩展的程度是直接相关的。 6. 通过设计简并引物，采用降落PCR，扩增出β-1，3-葡聚糖酶基因的同源片段，分别克隆到两个彼此间同源性很低的β-1，3-葡聚糖酶的cDNA全长（Glu-1和Glu-2）。RT-PCR结果表明，Glu-1基因的表达受酵母拮抗菌C. laurentii处理所诱导，这一结果与酵母拮抗菌诱导果实β-1，3-葡聚糖酶活性的增加相呼应;而Glu-2基因的表达则不受C. laurentii处理所诱导。

果实对酵母拮抗菌和外源水杨酸诱导的抗病性应答机理

用生物和非生物因子来进行采后病害的防治，是一个非常有效的方法。诱导抗性作为控制果蔬采后病害的生物技术，已成为该领域的一个研究热点。然而诱导抗性的机制非常复杂，涉及到寄主、病原菌、激发子之间的相互作用关系。本研究主要利用酵母拮抗菌Pichia membranefaciens和SA处理果实，观察其抗性诱导表达和对采后青霉病菌（Penicillium expansum）的抑制作用，并从蛋白质组学水平上对诱导抗性的机理进行了分析。研究结果表明： 1、酵母拮抗菌P. membranefaciens (5 × 107 cells·ml-1)和SA(0.5 mM)处理采后甜樱桃果实，能够明显地降低病害的发病率和病斑直径。酵母菌和SA处理影响到了果实抗氧化酶的活性，同时还改变了POD同工酶谱和甜樱桃果实的总蛋白含量，并诱导了新的蛋白质条带产生。用光学显微镜和扫描电子显微镜技术观察发现，在in vitro条件下P. membranefaciens能够紧密地结合与病原菌的菌丝，而在in vivo条件下这种结合较为松散。 2、借鉴其它模式植物的方法，我们建立了一整套适用于多汁类植物材料的蛋白质组学研究方法。对于芒果，桃，甜樱桃、苹果以及冬枣等果实，都取得了重复性非常好的2-D图谱。我们应用该技术进一步研究了P. membranefaciens (1 × 108 cells·ml-1)以及SA (0.5 mM)处理对桃果实蛋白质组的诱导影响。结果显示，两种激发子处理都能够诱导桃果实产生抗性，从而减轻青霉病引起的腐烂。在诱导处理1 d以后，酵母拮抗菌和SA分别诱导22和16个蛋白的差异表达。质谱鉴定的蛋白属于6大类：代谢，防御反应，转录，能量途径以及细胞结构。有6个蛋白受到两种激发子的共同调控。其中，4种蛋白(包括glutathione peroxidase, polyphenol oxidase precursor, catalase和methionine sulfoxide reductase) 属于抗氧化蛋白，涉及到活性氧代谢。另2个蛋白（Major allergen Pru av 1和peroxidase）是病程相关蛋白，直接参与植物的防御反应。同时一些磷酸化酶和转录因子也受到两种激发子的调节从而参与果实的抗病反应。酶学测定和Northern杂交的结果表明，拮抗菌与SA处理均能影响过氧化氢酶活性及其基因的表达。 3、采前用较高浓度SA (2 mM) 短时间（10s）处理不同成熟期的甜樱桃果实，能够明显降低果实青霉病的病斑直径，并能减轻较低成熟度果实的发病率。在没有接菌的情况下，SA诱导了33个差异表达的蛋白，其中用质谱鉴定出了26个。而在接种病原菌的情况下，SA诱导了19个差异表达的蛋白，并鉴定出了其中的12个。这些蛋白分别涉及到代谢、防御反应、转录、能量途径、信号转导等过程。在没有接种病原菌的情况下，SA处理诱导了Putative DnaJ heat shock protein, PR1-like protein, Peroxidase, Major allergen Pru av 1 (Pru a 1)和Catalase等与抗病有关的蛋白。而在接种病原菌的情况下，诱导了PR1-like protein, Peroxidase和Catalase蛋白的差异表达。通过酶活性测定以及对细胞学定位的研究，我们发现在没有接种病原菌的情况下，POD的活性受到SA的诱导。但是在接种病原菌以后，诱导效果不明显。

果实成熟衰老与抗病性的调控机制研究

　　果实为开花植物所特有的发育器官，在种子的成熟和传播过程中发挥着重要作用。同时，肉质果实中含有丰富的营养物质，包括纤维素、维生素、抗氧化剂等，成为人们饮食的重要组成部分。由于果实的成熟衰老和抗病性直接影响果品的质量和市场价值，因此，研究果实成熟衰老和抗病性的调控机制具有重要的理论意义和应用前景。本文主要利用蛋白质组学的方法，探讨外源化学物质抑制果实成熟衰老和诱导抗病性的调控机制。 1. 硅对果实的抗病性诱导：用硅酸钠（1%）处理采后的甜樱桃果实，再接种褐腐病原菌（Molinilia fracticola），置于20C下，观测贮藏期间果实的发病率，并分析硅处理后诱导的主要蛋白质及调控机制。研究结果表明：硅酸钠处理可显著抑制贮藏期间褐腐病的发生，其抑病机理与硅诱导PR-蛋白的表达，提高果实的抗氧化水平，减轻由病原菌侵染造成的氧化胁迫相关。同时，硅处理还能保护细胞骨架结构，有利于增强果实对病原菌入侵的抵抗力。 2. 水杨酸对果实的抗病性诱导：用水杨酸（SA，2mM）在果园处理三种成熟度的甜樱桃果实，然后接种青霉病原菌（Penicillium expansum）观察其发病情况，并取样分析参与抗病性应答的主要蛋白质及调控机制。试验结果表明：SA处理能显著降低青霉病的发病率和抑制病斑扩展，而且SA对低成熟度甜樱桃果实的抗性诱导效果更好。在八成熟的果实中，有5个热激蛋白和4个脱氢酶蛋白被SA诱导，这些蛋白参与了糖酵解和三羧酸循环。抗氧化蛋白和PR蛋白主要参与较低成熟度果实的抗性应答，而热激蛋白和脱氢酶在较高成熟度果实的抗性应答中更明显，SA诱导的抗性与代谢途径相关。 　　3. 草酸对果实的抗性诱导：用5mM的草酸处理冬枣果实后，接种青霉菌（P. expansum），观察果实发病情况，测定果实相关的生理指标，分析参与果实抗性应答的主要蛋白质及调控机制。结果表明：草酸能明显延缓冬枣果实的衰老，提高果实对青霉菌的抗性。草酸处理能抑制果实乙烯的释放量和呼吸强度，延缓叶绿素的降解，减少乙醇积累。利用蛋白质组学的研究方法证实了在25个参与了草酸处理应答的蛋白中，胱硫醚-β-合酶结构域包含蛋白（CBB domain-containing protein）和3个与光合作用相关蛋白[二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase activase, chloroplast precursor），二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亚基结合蛋白（RuBisCO large subunit-binding protein subunit beta, chloroplast precursor），植物光系统Ⅱ放氧复合蛋白2（PSII oxygen-evolving complex protein 2）]的表达量上调，乙醇脱氢酶的表达量出现下调。草酸处理还提高了与乙烯合成前体相关蛋白的表达，抑制了ACC合成酶的活性。草酸提高果实抗病的机制与延缓果实成熟衰老和保持果实抗性有关。 4. 果实衰老的调控机制：采用高氧（100%）和低氧（2-3%）处理苹果果实，观察果实衰老的进程，并基于蛋白质组学的研究方法，探讨苹果果实衰老与线粒体蛋白质组的关系。结果表明，在苹果衰老过程中有22个蛋白的表达量发生变化，这些蛋白主要参与了三羧酸循环，电子传递，碳代谢和胁迫应答。高氧处理能诱导氧化胁迫，加速了果实的衰老。质谱鉴定结果证明：在高氧胁迫下，超氧化物歧化酶（manganese superoxide dismutase，MnSOD）和线粒体外膜通道蛋白（porin) 的表达量降低，MnSOD的活性受到抑制，由此提高了线粒体中超氧阴离子的含量，增加了蛋白质的氧化损伤。 此外，高氧处理改变了porin的功能，导致了线粒体膜的透势发生变化，从而引起外膜损伤。由此阐明了活性氧在果实的成熟衰老调控中的重要作用。

酵母拮抗菌和外源水杨酸对核果类果实抗病相关基因的诱导表达

在果实采后贮藏过程中，病原真菌的侵染会引起果实腐烂，造成巨大的经济损失。利用生物和非生物因子诱导果实抗病性，已经成为采后病害防治领域的一个研究热点。本文主要利用RT-PCR和RACE技术克隆果实抗病相关基因，通过分子杂交和蛋白羰基化免疫检测技术，研究了外源SA和酵母拮抗菌诱导果实抗病性机理，结果表明： 1. 通过优化RNA提取方法，能从含有多糖的冬枣、葡萄、甜樱桃、桃、番茄等果实中提取到质量较好的RNA，用于RT-PCR和Northern杂交。 2. 采用RT-PCR和RACE方法，从甜樱桃果实克隆了两个抗氧化相关基因CAT2（Genbank：EF165590）和GPX（Genbank：EF165591）和两个PR基因GLU-1（Genbank：EF177487）和GLU-3（Genbank：EF177488)。其中CAT2全长cDNA序列为1479 bp，编码492个氨基酸；GPX全长cDNA序列为513 bp，编码170个氨基酸；GLU-1全长cDNA序列为1050 bp，编码349个氨基酸；GLU-3部分cDNA序列为454 bp，编码141个氨基酸。 3. 酵母拮抗菌Pichia membranaefaciens处理不同成熟度的甜樱桃果实，能显著降低果实贮藏期间青霉病（Penicillium expansum）的发生，并且对低成熟度果实的病害防治效果更为明显。酵母拮抗菌的抑病机理与减轻了甜樱桃果实蛋白羰基化程度，诱导了果实抗氧化酶基因（CAT和GPX）和PR基因（GLU-1）的表达和提高了抗氧化酶（CAT和GPX）和β-1,3-葡聚糖酶的活性有关。 4. 四种酵母拮抗菌P. membranaefaciens, Cryptococcus laurentii, Candida guilliermondii和Rhodotorula glutinis处理桃果实，可显著降低贮藏期间的褐腐病（Monilinia fructicola）。这是由于酵母拮抗菌能抑制病原菌侵染造成的氧化胁迫和蛋白羰基化。此外，酵母拮抗菌处理还能显著诱导CAT、POD、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性及相应基因的表达。 5. 水杨酸（SA，2 mM）处理采后不同成熟度的甜樱桃果实，能显著降低青霉病的危害。其抑病机理与SA处理能减轻P. expansum侵染引起的果实蛋白羰基化程度，显著提高CAT、GPX和β-1,3-葡聚糖酶基因的表达和相关的酶的活性有关。而2 mM的SA处理对P. expansum的生长没有直接抑制作用。 6. 水杨酸（SA，2 mM）与P. membranaefaciens（1×108 CFU/ml）配合处理能显著降低低温贮藏期间桃果实的褐腐病，并能提高几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和POD的活性和相关基因的表达。另外，2 mM的SA对拮抗菌P. membranaefaciens的生长没有影响，但能够抑制病原菌M. fructicola的孢子萌发和菌丝扩展。