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研究芽孢杆菌对梨灰霉和青霉病菌的讨论

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-12-09  浏览次数:171
核心提示:研究芽孢杆菌对梨灰霉和青霉病菌的讨论

能够利用多种碳源成功、快速繁殖是生防菌实现生防效果的基础,前期研究中发现菌株L-1能够在果实伤口中成功、快速定殖,本研究从基因学角度进一步阐明了菌株L-1含有459个基因与碳水化合物酶类合成相关,255个基因参与碳水化合物转运与代谢,并且有112个基因参与到多种糖类代谢通路中,说明菌株L-1具有利用多种碳源进行快速生长和繁殖的潜力。

具有应用潜力的生防菌株需要能够耐受极端环境。本研究中的菌株L-1可以在含有10% NaCl培养液中生长繁殖,代谢产物耐高温、紫外照射、酸、碱以及蛋白酶降解。此外,菌株L-1具有产生亚精胺的腈脒合酶以及海藻糖运输和感受蛋白的基因,亚精胺不仅是植物生长调节剂,而且具有保护机体耐受高盐、低温、低湿和过氧环境,而海藻糖(trehalose)作为一种渗透保护剂,具有保护有机体忍受高盐、低温和低湿环境的功能。以上结果均揭示了菌株L-1及其代谢产物具有耐极端环境的能力。

前期研究中发现菌株L-1能够拮抗梨轮纹病菌,本研究中菌株L-1对梨灰霉、青霉病菌也表现出显著的拮抗活性,抑菌谱广。全基因组结果显示菌株L-1具有产生多种聚酮糖、肽聚糖和多肽类等抗性化合物相关的基因簇,以及β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶合成相关的基因。脂肽类化合物表面活性素(surfactins)以及其他非核糖体合成脂肽类化合物可以作为信号分子,作用于生物膜诱导植物抗性来实现防病效果,bacillibactin可以作为含铁载体通过竞争铁离子实现防病效果,多种脂肽类及肽聚糖类化合物菌具有拮抗病原菌的作用。β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶是作用于病原菌细胞壁的酶类,能够催化病原菌细胞壁水解,引起病原菌坏死和细胞壁降解从而减少病害发生和水果腐烂。以上结果均说明菌株L-1具有产生拮抗病原菌的抗生素和水解酶类来实现病害防治的能力。

此外,全基因序列结果显示菌株L-1含有乙酰乳酸合酶与乙酰乳酸脱羧酶活性相关基因,能够降解形成乙偶姻(acetoin),乙偶姻具有诱导植物抗性的能力,说明菌株L-1具有诱导植物抗性来实现防病的目的。该结果与前期研究中菌株L-1能够诱导皇冠梨果实抗性相关酶活性表达的结果一致。

庞学群等总结拮抗菌控制果蔬采后病害的机制主要包括:产生胞外抗生素,微生物之间的空间、养分等竞争,直接作用于病原菌,产生几丁质酶和葡聚糖酶等能降解真菌细胞壁的胞外酶使病原菌细胞渗漏、破裂而受到抑制。前期研究结果显示菌株L-1能够显著拮抗梨轮纹病菌,在果实伤口上快速定殖,诱导植物抗性相关酶活性表达,本研究结果进一步表明菌株L-1对梨灰霉菌、青霉菌也具有显著的拮抗活性,并从无菌发酵液拮抗活性的稳定性测定结合全基因序列分析说明菌株L-1能够利用多种碳源进行生长,菌株抗逆性强,拮抗活性稳定,通过产生多种次生拮抗类化合物和水解病原菌的酶类,以及诱导寄主抗性多种作用机制实现防病目的。贝莱斯芽孢杆菌L-1是一株具有较大应用潜力的生防菌株,其最佳发酵条件、应用剂型以及主要次生代谢产物分离有待进一步研究和发掘。

 
 
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