[目的]从黄栌枝干内部分离到的细菌CCBC3-3-1 菌株对黄栌枯萎病菌(Verticillium dahliae)表现出较强的拮抗作用,从基因组层面深入研究其拮抗机理,为进一步研发生防菌剂提供理论依据.[方法]利用PacBio RS测序平台完成CCBC3-3-1 的全基因组测序,根据 16S rDNA序列信息构建系统发育树,并与同属近缘种菌株进行比较基因组学分析;对其发酵液进行LC-MS非靶标代谢组检测.[结果]CCBC3-3-1 基因组总长度为 5.16 Mb,由 1 条环状双链染色体和 3 个环状质粒组成,GC含量 48.08%,含有 5 013 个编码基因.经过antiSMASH预测,CCBC3-3-1 基因组中有 8 个抗生素及次生代谢物合成相关的基因簇,其中 2 个与已知基因簇相似度较低,5 个基因簇功能未知,其发酵液中检测出 6 种已知抗生素类物质.比较基因组学分析结果表明CCBC3-3-1 基因组与泛菌属内 4 个近缘种均有显著差异,而且CCBC3-3-1 在 16S rDNA系统发育树上形成一个相对独立的分支.[结论]CCBC3-3-1 是泛菌属的一个新变异种Pantoea sp.,能够产生多种抗生素类物质,在黄栌枯萎病生物防治方面具有重要应用潜力.

土传病原真菌大丽轮枝菌寄主范围广,引起的黄萎病危害程度重、防控难度大.对病菌重要致病蛋白的挖掘和功能研究有望为病害防治提供新思路.本研究通过前期蛋白质组测序鉴定到一个未知功能结构域 DUF1620 家族蛋白 VDAG_07165 在大丽轮枝菌对马铃薯根部初侵染阶段高表达.缺失VDAG_07165基因导致大丽轮枝菌产孢量、分生孢子萌发率和穿透力均显著降低,对马铃薯植株的致病力显著减弱.由此说明,假定蛋白 VDAG_07165 可在侵染早期通过调控大丽轮枝菌分生孢子的产生、萌发和穿透能力参与该菌对寄主的致病过程.本研究首次探明了 DUF1620 家族蛋白在土传病原真菌大丽轮枝菌分生孢子产生和侵染中的作用,为挖掘未知功能的新基因及其在真菌发育和致病过程中的功能研究提供了借鉴和参考.

目前关于油茶多酚对植物病原真菌抑制作用的报道十分匮乏.本文通过分析不同条件下油茶叶多酚的提取率,确定了最佳的提取条件;分析了不同浓度多酚对常见植物病原真菌的抑制效果并对抑菌机理进行了初步研究.研究结果表明:1∶30的液料比、60％的乙醇浓度、60 min的超声波处理后,多酚提取率最高,达14.01％.每克油茶叶中加入0.80 gβ-环糊精,可使多酚提取率提升至22.92％.10％的多酚对新月弯孢霉、假禾谷镰刀菌、链格孢、草莓多主棒孢霉、大丽轮枝菌、葡萄座腔菌、尖孢镰孢菌苦瓜专化型具有一定的抑制作用,对大丽轮枝菌的抑制率高达78.52％.多酚处理对植物病原真菌体内的可溶性蛋白的代谢过程产生了较大的影响,这是植物病原真菌对化学胁迫适应过程的一种自我调节方式.本研究结果为油茶的综合开发以及植物病害的绿色防控提供了理论依据.

[背景]黏细菌是一类具有多细胞群体行为特征的高等原核生物,其对植物病原真菌和细菌的捕食特性使其在植物病害防治方面具有重要的应用潜力.[目的]探究乌鲁木齐天山大峡谷原始森林可培养黏细菌的多样性并分析其抗菌活性,为发掘黏细菌生防菌株奠定基础.[方法]以天山大峡谷原始森林采集的土样和腐木为分离材料,采用兔粪诱导法和被捕食菌诱导法从中分离纯化黏细菌菌株,结合形态学观察、生理生化测定和 16S rRNA基因序列分析确定其分类地位,并以6 种植物病原真菌[大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)、拟轮枝链孢霉(Fusarium verticillioides)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)、细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)]和 1 种植物病原细菌[梨火疫病菌(Erwinia amylovora)]为靶标菌,通过平板对峙法和菌苔捕食法测定其抗菌活性.[结果]从采集的样品中分离出 70 株菌株,经纯化后获得 36 株黏细菌纯培养物.经鉴定隶属于 4 个属,黏球菌属(Myxococcus)30 株、孢囊杆菌属(Cystobacter)3 株、珊瑚球菌属(Corallococcus)2 株和原囊菌属(Archangium)1 株.抗菌活性分析显示,本研究获得的 36 株黏细菌至少对 2 种植物病原真菌有抗菌活性,表现出广谱的抗真菌活性,初步筛选出一株菌株NSE37-1 兼具广谱和高效抗真菌活性;供试的 15 株黏细菌对梨火疫病菌均具有捕食活性,初步筛选出一株对梨火疫病菌具有较强捕食能力的黏细菌菌株NSE25.[结论]天山大峡谷可培养黏细菌资源比较丰富,黏球菌属是该地区可培养黏细菌菌群中的优势菌.分离纯化出的黏细菌菌株均表现出广谱的抗植物病原菌活性,具有进一步研究和开发的潜在价值.

研究从白花前胡中分离具有良好生物活性的菌株,为挖掘新的菌种资源和先导化合物提供基础.采用组织块分离法分离内生真菌,使用麦芽汁培养基进行菌株液体发酵,发酵液经乙酸乙酯萃取并浓缩后获得发酵粗提物.采用管碟法测定粗提物对金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌、铜绿假单胞菌和大肠埃希氏菌 4 种细菌,以及禾谷镰刀菌、大丽轮枝菌、灰葡萄孢霉和白色念珠菌 4 种真菌的抑菌活性;采用MTT法测定粗提物对人肺癌细胞A549和人乳腺癌细胞MDA-MB-231 的细胞毒活性.采用形态观察结合核糖体转录间隔区序列(rDNA-ITS)对活性最好的 1 株真菌进行菌种鉴定并对其次级代谢产物进行分离纯化和鉴定.结果共分离获得 7 株内生真菌,其中有 4 株菌bhqh-2、3、5、7 具有较好的生物活性,其粗提物对所有供试菌均具有抑制作用,对两种癌细胞的抑制率均达到95%以上.经鉴定,bhqh-2菌株为棒曲霉菌株,从其发酵粗提物中分离纯化得到 6 个已知化合物.总之,白花前胡内生真菌的部分菌株表现出较好的生物活性,为其内生菌生物活性及代谢产物的研究提供依据.

大丽轮枝菌是一种重要的土传植物病原真菌,以休眠结构微菌核作为初始接种体,可侵染660多种植物引致黄萎病.微菌核是致密的多细胞结构,表面附着大量的DHN黑色素.许多报道指出,在微菌核发育过程中,传统的DHN黑色素合成途径中有5种催化酶编码基因VdPKS、VdT4HR、VdSCD、VdT3HR和VdLAC均被诱导表达,但这些基因与微菌核形成的关系目前尚无报道.本研究通过基因敲除技术,系统研究了传统DHN黑色素合成通路上这5种关键酶编码基因及一种缩链催化酶编码基因Vayg1在大丽轮枝菌黑色素合成及微菌核形成中的作用.结果表明,大丽轮枝菌DHN黑色素合成需要Vayg1基因的参与,且Vayg1和VdT3HR基因还参与微菌核的形成过程.因此,Vayg1基因和VdT3HR基因可作为黄萎病防治的新靶标.

为获得既能有效抑制棉花黄萎病致病菌(大丽轮枝菌)菌丝生长又可以提高棉花黄萎病防治效果的中药提取物,对56种中药提取物的抑菌活性及防治效果进行了筛选和鉴定.生长速率法测定结果显示,56种中药提取物中有26种在质量浓度为10 g/L时对大丽轮枝菌的菌丝生长抑制率可达到50％ 以上,主要集中在五味子、铁箍散、华盖木和黄苞大戟等9种植物提取物中.进一步用这些中药提取物处理棉花植株,统计病情指数和防治效果发现,黑龙江产五味子(北五味子)的氯仿:丙酮=3:2(V/V)段提取物对棉花黄萎病有显著的防治效果.茎切片观察发现,该提取物可以有效抑制大丽轮枝菌引起的维管束褐化症状,且棉花整株表现为黄萎病落叶症状得到缓解.上述研究表明,黑龙江产五味子的氯仿:丙酮=3:2段提取物不仅可以有效抑制大丽轮枝菌的菌丝生长,而且可以提高棉花黄萎病的防治效果,降低维管束褐化并缓解发病程度.

大丽轮枝菌Verticillium dahliae是一种典型的土传病原真菌,可侵染400多种植物引致黄萎病,造成巨大的经济损失.微菌核是大丽轮枝菌的特殊休眠结构,能够在土壤中存活14年之久,是病害的主要初侵染来源.本研究在前期微菌核萌发表达谱的基础上,选择上调倍数最高的环戊酮1,2-单加氧酶基因(VDAG 03943),进行克隆与功能分析.结果表明,该基因全长1 929bp,cDNA序列全长1 668bp,编码555个氨基酸组成的蛋白,命名为VdCPMO.与野生型菌株JY相比,敲除突变体菌株的菌落生长减慢,微菌核萌发率显著降低,芽管平均长度明显较短,而互补突变体菌株与野生型菌株JY间无显著性差异.致病力测定结果显示,敲除突变体菌株的微菌核丧失了对棉花的致病力.

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)致病力强且宿主范围广,能以微菌核的形式在土壤中存活多年,当遇到合适的宿主就萌发,因此极难防控,对农业生产造成巨大危害.目前已经发现多种影响大丽轮枝菌致病力的基因,最为重要的发现为大丽轮枝菌能够形成侵入钉入侵植物,许多效应因子也是由侵入钉颈环处分泌出大丽轮枝菌并最终调控植物的免疫防御.同时,研究也表明黑色素对于形成成熟的微菌核非常关键,并且许多与微菌核形成相关的基因也与大丽轮枝菌致病相关.但目前的研究尚未完全阐明大丽轮枝菌如何导致植物萎蔫坏死以及微菌核形成的分子机理.综述了近年来有关大丽轮枝菌致病及微菌核相关基因的研究进展,以期为大丽轮枝菌致病及微菌核形成机理的进一步研究奠定理论基础.

为探索设施栽培条件下蔬菜根围土壤中木霉种群多样性特征及其抗常见植物病原真菌及有机磷农药降解活性,从连续20多年种植番茄的设施大棚根围土样中以及番茄根系内部分离木霉菌,并以tef1-α 序列和系统发育分析进行种类鉴定,估算各菌株的相对种群密度;对其生防和农残降解活性进行了测定.结果共分离不同木霉菌株27株,结合形态学特征和tef1-α 序列分析,鉴定出分属6个不同的木霉种,即绿色木霉(Trichoderma virens)、深褐木霉(T.atrobrunneum)、西蒙斯木霉(T.simmonsii)、深绿木霉(T.atroviride)、厚木霉(T.crassum)和1个疑似木霉新种(T.sp.nov.);木霉各菌株产孢簇常呈鲜绿色到暗绿色,分布不均匀,常形成同心圆结构.对峙条件下这些木霉对土壤中常见土传病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)均有普遍的不同程度的抑菌活性;除深褐木霉两个菌株对毒死蜱的降解效果不明显外,其它种类的木霉均有菌株能有效降解毒死蜱,木霉菌株在根围土壤中的相对种群密度仅为104 cfu/g,且菌株间差异较大.研究结果表明设施农业土壤中木霉菌具有丰富的种质资源多样性,在形态特征及功能活性方面表现明显的菌株差异;木霉对3种常见植物病原真菌有普遍的抑菌作用,少数菌株对常用有机磷农药降解作用明显,可以发挥生防和农化残留降解方面的协同效应.该结果对于研究设施农业土壤中木霉的多样性,指导功能菌株筛选及应用,更好挖掘利用木霉菌资源有着较好的借鉴意义.