Green Leaf Volatile Trans-2-Hexenal Inhibits the Growth of Fusarium graminearum by Inducing Membrane Damage, ROS Accumulation, and Cell Dysfunction

镰刀菌 真菌毒素 活性氧 突变体 菌丝体 EC50型 基因 生物 蛋白质亚单位 生物化学 化学 分子生物学 体外 植物
作者
Dicheng Ma,Guoxian Wang,Jiamei Zhu,Wei Mu,Daolong Dou,Feng Liu
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:70 (18): 5646-5657 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.2c00942
摘要

Fusarium graminearum, the main agent of Fusarium head blight (FHB), can cause serious yield loss and secrete mycotoxins to contaminate grain. Here, the biological activity of trans-2-hexenal (T2H) against F. graminearum was determined and its mode of action (MOA) was investigated. Furthermore, surface plasmon resonance with liquid chromatography-tandem mass spectrometry (SPR-LC-MS/MS), bioinformatic analysis, and gene knockout technique were combined to identify the binding proteins of T2H in F. graminearum cells. T2H exhibited satisfactory inhibitory activity against F. graminearumin vitro. Good lipophilicity greatly enhanced the affinity of T2H to F. graminearum mycelia and further caused membrane damage. The FgTRR (thioredoxin reductase) gene negatively regulates the sensitivity of F. graminearum to T2H by reducing the generation of reactive oxygen species (ROS) induced by T2H. Two mutant strains with FgSLX1 (structure-specific endonuclease subunit) and FgCOPB (coatomer subunit β) genes knockout showed decreased sensitivity to T2H, suggesting that these two genes may be involved in the antimicrobial activity of T2H. Taken together, T2H can inhibit F. graminearum growth by multiple MOAs and can be used as a biofumigant to control the occurrence of FHB in the field.
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