[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.

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.

[目的]座壳孢菌是粉虱和蚧壳虫的一种重要昆虫病原真菌,其代谢产物具有抑菌、杀虫、抗肿瘤和抗氧化等生物活性.本研究旨在分离并鉴定缘座壳孢发酵物中的代谢物,以期为拓展该生防菌的应用提供依据.[方法]基于色谱技术从缘座壳孢菌A.marginata WYTF2017-01发酵培养物中分离化合物,借助波谱手段鉴定其化合物结构,分析化合物的抑菌活性.[结果]本研究共鉴定了12种化合物,包括Methyl 24-methylene-3-oxolanost-8-en-26-oic ester(1)、Ergosta-5,7,22-trien-3-ol,4-methyl-,(3β,4α,22E)(2)、杜斯塔宁(3)、3β-acetoxy-15α,22-dihydroxyhopane(4)、麦角固醇(5)、4-(Hydroxymethyl)-3-furancarboxylic acid(6)、Eupenicisirenin B(7)、4,6-dihydroxy-1(3H)-isobenzofuranone(8)、β-谷甾醇(9)、对叔丁基苯甲酸甲酯(10)、2-benzyl-4H-pyran-4-one(11)和6-benzyl-4-oxo-4H-pyran-3-carboxamide(12),其中化合物1、2、6～12为首次从昆虫病原真菌中分离鉴定.化合物1、2、3、6、7、8、11和12对真菌或细菌具有不同程度的抑制活性,MIC值为3.13～50.00 μg·mL-1.化合物7、8和12抑菌活性较为突出,化合物7对大肠杆菌的MIC值为3.13 μg·mL-1,效果与阳性对照链霉素相同,而8和12对青枯劳尔氏菌的MIC值分别为6.25和12.50 μg·mL-1,优于或等同于链霉素(MIC值为12.50μg·mL-1).[结论]从缘座壳孢菌分离的多种代谢物具有良好的抑菌活性,显示了防治植物病害的潜力.

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:筛选防治连翘茎腐病的有效药剂及生防菌株.方法:研究不同培养基、温度、pH等因素对连翘茎腐病病原菌菌株FSJF11 和FSJF13 菌丝生长的影响;测定 8 种杀菌剂对病原菌的控制效果;采用平板对峙法,筛选连翘根际土壤的生防细菌,进行离体枝条的防效测定.结果:菌株FSJF11 菌丝生长最适条件:PDA培养基、25℃、pH为 9、致死温度为 58℃.菌株FSJF13 菌丝生长最适条件:PDA培养基、25℃、pH为 10,致死温度为 52℃.筛选获得两株生防菌株(BS301 和BA109),经形态和分子生物学鉴定,菌株BS301 和BA109 分别为枯草芽孢杆菌Ba-cillus subtilis、阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai.10%苯醚甲环唑、70%甲基硫菌灵、40%嘧菌环胺、25%吡唑醚菌酯和 75%百菌清对两株病原菌菌丝生长抑制率均达到 80%以上;离体枝条防效试验表明,75%百菌清和 25%吡唑醚菌酯及生防菌BS301 和BA109 对由菌株FSJF13 引起的连翘茎腐病离体枝条的防治效果均达 50%以上.结论:75%百菌清、25%吡唑醚菌酯及生防菌枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(菌株BS301)、阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhat-tai(菌株BA109)可用于连翘茎腐病的防治,考虑生态安全,生防菌株BS301 和BA109 可推广用于连翘茎腐病的防治.

目的:探究施用生防菌剂对浙贝母产量、质量、蛴螬防治效果及根际土壤的影响.方法:以江苏浙贝母鳞茎为实验材料,在大田条件下设置不同浓度的金龟子绿僵菌孢子粉+三菌合剂"宁盾"(S1、S2、S3)、常规化学药剂(40%辛硫磷乳油,CG)四个组,以不施药作为空白对照(CK),进行试验.结果:菌剂处理的三个组(S1、S2、S3)的浙贝母植株各外观性状指标大多比CK、CG组高,且CG组略高于CK组.S1、S2、S3 三个组的鳞茎受蛴螬的危害较CK、CG组明显降低,且产量均有显著提高.同时S1、S2、S3 三个组的生物碱含量及土壤中的速效钾、有效磷和电导率明显高于CK组,但与CG组差异不大.S2 组的土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均较CK组显著提高,与CG组无显著差异.S1、S2、S3 三组土壤细菌中的厚壁菌门相对丰度较CK、CG组有所提高.S1、S2、S3 三组土壤真菌中的子囊菌门相对丰度较CK组有所提高,较CG组有所降低.结论:施用生防菌剂能够防治蛴螬、促进浙贝母的生长和改善其品质,并能提高土壤营养和改善微生物群落结构.本研究为在浙贝母生产中合理应用生防菌剂提供理论依据.

[目的]昆虫肠道共生细菌是栖息在昆虫肠道中的微生物,是肠道微生物群落中最主要的成员.它们对昆虫的生长发育、营养吸收以及免疫系统均具有重要影响.本研究通过对小菜蛾Plutella xylostella肠道共生细菌进行分离培养和功能鉴定,以探究肠道共生细菌对小菜蛾适应性的影响及其对真菌的广谱抑制作用.[方法]利用体外平板培养分离纯化小菜蛾3龄幼虫肠道细菌PxG45菌株,结合形态学、16S rDNA基因测序和生理生化测定进行菌种鉴定.利用生物测定探究PxG45对小菜蛾3龄幼虫存活率及球孢白僵菌Beauveria bassiana侵染小菜蛾3龄幼虫对存活率的影响.通过平板对峙法检测PxG45对球孢白僵菌的抑制作用,进一步检测PxG45对植物病原真菌希金斯炭疽菌Colletotrichum higginsianum、刺盘孢炭疽菌C.camelliae、尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种 Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4、茄链格孢菌 Alternaria solani、稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae和丁香假单胞菌杨梅致病变种Pseudomonas syringae pv.myricae的广谱抗性.[结果]小菜蛾3龄幼虫肠道菌PxG45为成团泛菌Pantoea agglomerans.与未饲喂PxG45的对照组相比,饲喂PxG45不仅显著提高了健康小菜蛾3龄幼虫的存活率,还提高了球孢白僵菌侵染后3龄幼虫的存活率.与PxG45拮抗培养的球孢白僵菌和6种植物病原真菌的菌落直径均显著小于单独培养球孢白僵菌和6种植物病原真菌时的直径,与PxG45拮抗培养后真菌的生长均被抑制.[结论]成团泛菌PxG45通过直接的抑菌作用影响小菜蛾对外界的适应性,且这种抑菌作用具备广谱性,可显著抑制植物病原真菌的生长.本研究表明PxG45具备生防菌潜力,并为利用害虫肠道共生菌提供新思路.

为获得高效拮抗花生病害的生防微生物,以花生冠腐病菌为指示菌,采用稀释涂布平板法和平板对峙法,从山东莱西采集的花生连作田的病、健株根际土壤样品中筛选到 1 株高效生防菌株,编号为ZHX-7.结合形态学特征和 16S rDNA、gyrB序列分析,确定ZHX-7 为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).ZHX-7 的菌悬液、无菌发酵液和挥发性气体对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌菌丝生长的抑制均达到极显著的水平,平板对峙试验表明ZHX-7 的菌悬液对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌的抑菌率分别为 64.40%、70.37%、77.43%和 65.32%.在以ZHX-7 无菌发酵液稀释 10 倍的PDA培养基上,花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌菌丝的生长抑制率分别为 67.81%、52.16%、23.52%和 69.93%.双皿对扣试验表明ZHX-7 的挥发性气体对花生白绢病菌、基腐病菌、网斑病菌和轮斑病菌的抑菌率分别为 86.82%、35.40%、81.70%和 44.19%.ZHX-7 可产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶等次级代谢产物;此外,在温室盆栽条件下,ZHX-7 有菌发酵液明显促进了花生的生长,同对照相比,鲜质量、干质量分别增加 31.24%和 26.47%,并且ZHX-7 有菌发酵液明显提高了花生对白绢病的抗性,防效达到51.76%.综上所述,本研究筛选获得的一株贝莱斯芽孢杆菌ZHX-7,能够抑制多种花生病原真菌,同时促进花生生长,是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株,具有较好的生防应用潜力.

对实验室分离保存的一株橡胶炭疽菌(Rubber tree anthracnose)进行鉴定并对其拮抗药剂进行筛选,为橡胶树炭疽病的防治提供理论基础.通过分子生物学与形态学相结合的手段对该菌株进行鉴定,对其生物学特性进行研究,并且比较生防菌剂与化学药剂对该菌株的抑菌效果.结果表明:通过分子生物学与形态学将该菌株鉴定为果生刺盘孢菌(Colletotrichum fructicola),命名为HD-1.其最适生长的培养基、碳源、氮源分别为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)、山梨醇和牛肉浸膏,最适pH值为8.0.通过测试和比较发现,咪鲜胺、苯醚甲环唑和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)HN-2正丁醇提取物对菌株HD-1抑制效果明显,并且通过显微镜观察发现只有HN-2正丁醇提取物处理后的菌丝发生了膨大现象.实验结果将为对田间橡胶树炭疽病的防控提供理论依据和技术支撑.

甘蔗是最重要的糖料作物,但甘蔗黑穗病是导致甘蔗产量降低和品质损失的最主要病害之一,严重影响糖产业的可持续健康发展.微生物防控甘蔗黑穗病是近年来快速兴起的绿色防控技术,具有环境相容性高、培肥土壤等优势.本文主要阐明了引发甘蔗黑穗病的甘蔗鞭黑粉菌特性及其侵染原理,分析了以生物有机肥和生物农药为主的甘蔗黑穗病微生物防治研究现状,系统梳理了微生物通过分泌拮抗物质、竞争营养物质和生态位、诱导植物产生系统抗性等途径抑制甘蔗黑穗病发生的作用机制,并提出了当前甘蔗黑穗病的微生物防治技术应用存在的生防菌定殖能力差和生防效果不佳问题.最后,从提高微生物高效防控甘蔗黑穗病的角度展望了未来研究的重点方向,以期为甘蔗黑穗病微生物防治研究及糖产业的健康发展提供参考.