| 成果名称: | 树木褐根病拮抗内生细菌的分离、筛选及抑菌机理研究 |
| 完成单位: | 广州市林业和园林科学研究院 |
| 主要人员: | 孙龙华,黄华枝,毕可可,邓嘉茹,吴超,张劲蔼,杨晓 |
| 介绍: | 1.课题来源与背景:该项目来源于广东省自然科学基金-博士启动项目“树木褐根病拮抗内生细菌的分离、筛选及抑菌机理研究”(2015A030310417)。此前关于有害木层孔菌引起树木褐根病的生物防治研究鲜有报道,本课题组是国内外少数几个率先开展有害木层孔菌生物防治研究的实验室,我们前期已从根际土壤中筛选到几株生防效果较好的木霉,但生防资源单一;植物内生菌作为一种新的生防资源倍受关注,从内生菌中寻找和发现新的具有农药活性的化合物已成为国内外研究的热点之一,因此这为防治树木褐根病提供了新思路。 2.研究目的与意义:国内外对树木褐根病的研究主要集中在生物学特性、化学防治、病害调查及遗传多样性等方面。近年来,褐根病的生物防治研究已经成为热点,报道有抑菌效果的拮抗菌主要包括放线菌、木霉菌、芽孢杆菌等几大类。但这些文献中针对褐根病菌的生防微生物研究主要集中在其分离、筛选和室内盆栽的防治试验,褐根病菌的生防微生物种质资源还有待进一步挖掘并丰富其多样性,尤其是对该病害拮抗物质的分离鉴定仅有少量报道,但未见抑菌机理研究。为进一步挖掘褐根病菌的生防微生物种质资源,丰富其多样性;本研究从植物内生菌中寻找和发现具有农药活性的次生代谢产物,并探讨其抑菌机理,为今后开发具有农药活性的生防试剂提供科学依据。 3.主要论点与论据:为此,本研究从植物组织中分离和筛选得到拮抗内生细菌,并通过复筛、对峙实验等研究内生细菌对有害木层孔菌的生长发育的影响;同时运用分离代谢产物组分和对拮抗内生细菌进行突变体筛选探讨拮抗内生细菌对有害木层孔菌的生物防治机理。本研究的BSY3菌株是从万寿菊叶片中筛选出的1株内生生防细菌,它具有最广谱拮抗植物病原真菌的作用,其发酵液在100℃下处理30 min或蛋白酶K处理2 h,仍然保持良好的抑菌活性。根据形态特征、生理生化特性和gyrB基因分子鉴定相结合的方法,鉴定拮抗内生细菌BSY3为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)。根据已知的脂肽抗生素合成相关基因序列设计了3对特异引物对BSY3菌株进行了检测,对PCR产物克隆、测序和BLAST分析,表明BSY3基因组中含有fenB和ituA基因。随后采用酸沉淀法从BSY3菌株发酵液制备出抑菌物质粗提液,平板拮抗试验确定其抑菌活性;并对活性粗提物进行HPLC分析条件优化,利用半制备柱对粗提物样品进行分离,获得4个不同组分,验证结果表明:组分2和组分3具有很强的抑菌活性;组分1表现弱抑菌活性;组分4无抑菌活性。通过MALDI-TOF-MS分析发现活性组分2中含有C14-Iturin A、C15-Iturin A和C16-Iturin A 三种脂肽抗生素;活性组分3中含有C15-Fengycin、C16-Fengycin、C17-Fengycin三种脂肽抗生素, 其中C14-Iturin A、C16-Iturin A、C16-Fengycin和C17-Fengycin 四种脂肽抗生素为活性粗提物中的主要成分。通过紫外线突变,从菌落形态差异显著的50个菌株中筛选得到3株(V19、V49和V43)拮抗活性明显增强的菌株,其拮抗活性与原始菌株相比分别提高了40%、22%和17%。该研究结果为利用BSY3菌株开发成微生物杀菌剂奠定了基础。 4.创见与创新:本研究的BSY3菌株是从万寿菊叶片中筛选出的1株内生生防细菌,它具有最广谱拮抗植物病原真菌的作用,并揭示脂肽抗生素是主要抑菌活性物质,该研究结果为利用BSY3菌株开发成微生物杀菌剂奠定了基础。 5.社会经济效益,存在的问题:生物防治作为一种有效防治手段,利用能够损伤和杀灭病原体的微生物或其次生代谢产物,对植物病害形成有效的控制,其无公害、无污染环境和防治作用专化型等优点越来越受到人们的重视,具有显著的社会效益。近年来,虽然褐根病的生防研究已成为研究的热点之一,但目前没有相关的商品化生防产品。此外,由于产脂肽抗生素菌株存在脂肽抗生素产量较低的问题,导致生产成本较高,还未能实现大规模的工业应用,有待今后深入研究这类脂肽抗生素的合成机理。 |
| 批准登记号: | |
| 登记日期: | 2019-07-04 |
| 研究起止时间: | 2015-08-01至2018-08-01 |
| 所属行业: | 农、林、牧、渔业 |
| 所属高新技术类别: | |
| 评价单位名称: | 广东省科学技术厅 |
| 评价日期: | 2018-09-05 |
