[目的]探究枯草芽孢杆菌B579 对黄瓜枯萎病菌的生防效果及诱导抗性机理.[方法]采用平板对峙试验和温室盆栽试验,检测病原菌生长及形态变化、植物生长量、叶片防御酶活性、丙二醛含量、防御相关基因表达量等指标.[结果]枯草芽孢杆菌B579 对黄瓜枯萎病菌具有较强的抑制作用,抑菌圈周围菌丝出现粗细不均、膨胀、断裂等现象.盆栽试验表明B579 对黄瓜枯萎病的防治效果为 78.80%.B579 处理组黄瓜幼苗的株高、茎粗、鲜重、干重分别比对照组增加了 13.87%、4.17%、15.15%、12.77%.相比单独接种病原菌(FOC)处理,接种 B579 再接种病原菌(B579+FOC)处理在第 4 天和第 7 天显著提高了黄瓜叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,并减少黄瓜叶片丙二醛(MDA)的含量(P<0.05).实时荧光定量PCR 检测结果表明,接种 B579 再接种病原菌后,黄瓜叶片防御相关基因LOX、PR1、PR3 和CAT表达量在第 4 天和第 7 天显著高于其他处理(P<0.05).[结论]枯草芽孢杆菌B579 能够通过直接抑制病原菌生长和使黄瓜产生诱导抗性来有效防治黄瓜枯萎病.

MYB作为植物中最大的多功能转录因子(transcription factors,TFs)家族之一,在基因转录水平上广泛地参与调控植物生长发育、激素信号转导及逆境胁迫应答等过程.该类转录因子N端含有典型的MYB结构域,根据MYB结构域中R重复序列的数量分为不同的亚组;而C端结构域差异较大,因此功能上具有多样性.大量研究表明,在受到外界环境信号的激活后,MYB可单独或通过和其他蛋白互作后,与下游靶基因启动子区域的顺式作用元件MYBCORE和AC-box结合,参与调控下游胁迫应答相关基因的表达,从而调节植物对逆境胁迫的耐受性.另外,MYB也通过参与脱落酸(abscisic acid,ABA)、油菜素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)等信号通路的方式,对非生物胁迫以及生物胁迫做出应答反应.论文对植物MYB家族的结构与分类及其作用方式进行了归纳,重点对植物MYB参与调控响应盐、干旱、极端温度、营养亏缺、重金属以及病原菌等非生物和生物逆境胁迫的作用机制进行了综述,并对未来重点研究方向提出了展望,为今后农作物的抗逆性遗传改良和生物育种提供优异基因资源和理论支持.

芽胞杆菌是土壤和植物微生态的优势微生物种群,具有很强的抗逆能力和抗菌防病作用,是目前研究和应用较多的一类生防菌.芽胞杆菌可产生醇、酮和酸等多种挥发性物质,能够有效抑制多种病原菌的生长.此外,芽胞杆菌还能合成多种非挥发性抑菌物质如脂肽类化合物、聚酮类化合物和环二肽等抑制某些细菌和真菌的生长.芽胞杆菌的有效抑菌物质主要通过破坏病原菌的细胞壁、细胞膜及影响病原菌的代谢通路发挥其抑菌活性.本文主要总结了芽胞杆菌发酵液中的挥发性、非挥发性抑菌物质及其抑菌机制,为芽胞杆菌作为生防菌的深度开发与应用提供参考.

采用硅胶、大孔树脂、葡聚糖凝胶、MCI树脂、薄层色谱以及高效液相色谱等色谱分离方法,从鱼腥草(Hout-tuynia cordata)地上部分95％乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部位分离得到10个化合物.运用质谱、核磁共振等波谱技术和文献对比法鉴定了其结构,分别鉴定为去氢催吐萝芙木醇(1)、5,6-环氧-3-羟基-β-紫罗兰酮(2)、黑麦草内酯(3)、pubinernoid A(4)、槲皮苷(5)、槲皮素(6)、阿福豆苷(7)、4-甲氧基苯-1,2-二醇(8)、4-羟基苯甲醛(9)、苯甲酸(10).化合物1～4为首次从鱼腥草中分离得到的降碳倍半萜.对所有化合物进行了抗植物病原菌活性筛选,结果显示:在40 mg/mL浓度下,化合物5～7对禾谷镰刀菌、褐枝孢菌、番茄灰霉病菌、瓜类球腔菌和棉花枯萎病菌抑菌率介于38％～50％之间.

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是生防芽孢杆菌中的重要代表,作为微生物农药的核心菌种,已被广泛应用于作物病害生物防治.贝莱斯芽孢杆菌具有植物内生性,其生防作用机制主要包括产生次级代谢产物对抗植物病原物;改善宿主植物根际微生物群落,促进宿主营养和生长;激发宿主植物产生防御反应,诱导植物获得系统抗性.其中,产生次级代谢产物是其最重要的生防作用机制.贝莱斯芽孢杆菌含有多个编码生物合成次级代谢产物的基因簇,其中包括编码聚酮化合物合酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)的基因簇,同时存在核糖体途径合成次级代谢产物基因簇.通过非核糖体途径可产生脂肽类化合物、聚酮类化合物、二肽和铁载体;通过核糖体途径产生小菌素、细菌素、羊毛硫抗生素.这些具有生物活性的次级代谢产物成为了天然新药和候选抗生素的储存库,对于解析生防菌作用机制具有重要意义.本文综述了贝莱斯芽孢杆菌的命名与更迭,产生次级代谢产物的类型、合成与调控基因以及靶标病原菌,以期为生防菌株的改良和生物农药的研发提供参考.

[目的]从无量山国家级自然保护区森林根际土壤发掘具有多种生物活性的功能菌株,探究其开发应用潜力.[方法]采集无量山地区 25 个区域植物的根际土壤,采用选择培养基,分离鉴定磷酸盐溶解、固氮、溶锌和拮抗等活性菌株,进一步测定菌株分泌铁载体、ACC脱氨酶和吲哚乙酸等生物活性,并验证促番茄种子发芽和生长效果.[结果]分离鉴定得到解磷菌 70 株,固氮菌 27 株,解钾菌 8 株,拮抗镰刀菌的菌株 51 株.其中,YIM B08401 和YIM B08402 形态学结合生理生化特性和 16S rDNA序列测序,鉴定为白色伯克霍尔德氏菌(Burkholderia alba)和青岛假单胞菌(Pseudomonas qingdaonensis),两个菌株均具有磷酸盐溶解、固氮、溶锌和分泌铁载体的活性,最大可溶性磷含量为(455.63±59.65)mg/L和(878.95±64.78)mg/L;两株菌的促种子发芽试验结果接近,施加稀释 10 倍、102 倍和 103 倍的发酵上清液后,发芽率都维持在 82%-93%,明显高于对照组的 56%和 49%,施加菌株发酵液的处理组相较于空白对照组的长度都有显著增加.盆栽实验证明,两株菌株促生效果最明显的处理组在地上部长度、鲜重、干重、茎粗、根长、根鲜重、根干重方面的数据都显著优于对照组,YIM B08401 的上述指标相对于对照组分别显著增加了 89%、495%、268%、62%、53%、385%和 469%,YIM B08402 的上述指标相对于对照组分别显著增加了 118%、528%、477%、55%、37%、413%和 747%.此外,菌株YIM B08401 还具有拮抗病原菌和分泌ACC脱氨酶活性,YIM B08402 则还具有分泌吲哚乙酸的活性.[结论]无量山森林根际土壤蕴含具有多种生物活性的功能菌株,白色伯克霍尔德氏菌(B.alba,YIM B08401)和青岛假单胞菌(P.qingdaonensis,YIM B08402)具备开发为新型微生物肥料的应用潜力.

Surfactin是由多种芽孢杆菌产生的一种脂肽,其由一个环七肽头基通过内脂键与链长 12-17 个碳原子的β-羟基脂肪酸连接组成,是一种非常有效的生物表面活性剂,并具有重要的生物学功能.本文介绍了surfactin家族的结构和生物合成模式,surfactin是由非核糖体肽合成酶催化合成,这种机制赋予了surfactin家族成员的结构多样性;综述了surfactin在植物病害生防中的作用及机制.已有的研究表明surfactin在生物防治中的作用机制主要有以下 4 种方式:(1)损伤病原菌细胞膜,引起细胞膜裂解或渗透压失衡;(2)抑制病原体繁殖;(3)诱导植株系统抗性;(4)促进生防菌株的定殖或生物膜的形成.进一步总结了利用基因工程技术研究surfactin的最新进展,以指导surfactin的生物合成及其新衍生物开发.Surfactin的高度结构多样性,使其具有丰富的物理化学特性,这些特性可以与多种生物活性联系在一起,将在不同的领域有更广泛应用.随着对surfactin生物合成研究的日益深入,将会有更多高性能和广阔应用前景的新型脂肽被研发,这为surfactin的进一步研究和生防应用提供依据.

目的 系统开展流苏子[Coptosapelta diffusa(Champ.ex Benth.)Steenis]根中化学成分的分离、鉴定和抗菌活性测试.方法 利用硅胶、Sephadex LH-20等柱色谱方法进行分离、纯化,根据波谱数据鉴定化合物的结构,通过纸片扩散法进行抗菌活性测试.结果 从流苏子根中分离得到12个化合物,分别鉴定为拉帕醇(lapachol,1)、hydroxyhydrolapachol(2)、dehydro-α-lapachone(3)、α-lapachone(4)、rhinacantin A(5)、β-lapachone(6)、2-carbomethoxyanthraquinone(7)、7-hydroxy-2-methylanthraquinone(8)、isoscopoletin(9)、alyxialactone(10)、(3S)-3-(hydroxymethyl)-3H-isobenzofuran-l-one(11)和(7'S,8S,8'R)-4,4'-dihydroxy-3,3',5,5'-tetramethoxy-7,9-epoxylignan-9'-ol-7-one(12).化合物1～4和6对测试病原菌菌株表现出较好的抗菌作用.结论 化合物1～6和10～12均为首次从该种植物中分离得到;流苏子根中拉帕醇的含量为3.56 g/kg(干重),可作为拉帕醇的原料来源;该研究为流苏子根抗菌消炎的民间药用价值提供了科学依据.

[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.

[背景]青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,R.S)引发的姜瘟病是生姜产业发展的瓶颈问题.丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)是两类重要的共生微生物.[目的]前期研究发现,AMF与DSE可提高生姜对姜瘟病的抗性,但其抗病机制尚不清楚,极大地限制了利用这两类共生真菌对该病的防治.[方法]在温室条件下做盆栽试验,以生姜组培苗为材料,设立接种AMF、DSE和不接种AMF、DSE的对照(CK)处理,并在上述处理下的植物生长 4 周后淋入病原菌液,病原菌接种 1 周后,通过测定菌根侵染率、发病率、叶绿素含量、光合指标、磷(P)含量、防御性酶活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,研究AMF和DSE互作对病原菌侵染后生姜生长和生理生化指标的影响.[结果]AMF和DSE分别使姜瘟病发病率降低了 45.27%和 52.04%(P<0.05).AMF+DSE组合处理抑病效果更好,发病率较对照降低 60.87%(P<0.05).AMF、DSE及二者共同作用的防效分别为 62.54%、59.02%和 68.50%.植物防御性酶活性表明,AMF显著提高了生姜超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性,分别提高 10.87%、1.15%、13.26%和 0.14%;DSE显著提高SOD、POD、CAT和PPO活性,分别提高 9.85%、17.47%、3.64%和 0.67%;AMF与DSE互作显著提高SOD、POD、CAT和PPO活性,分别提高 15.76%、18.19%、18.11%和 14.93%(P<0.05);MDA含量在AMF、DSE和二者互作条件下分别显著降低了 3.38%、9.31%和 25.79%(P<0.05).[结论]AMF和DSE对姜瘟病有较好的防效,不仅能提高生姜幼苗的抗病能力,还能促进其生长,且二者共存时效果最好.