棘孢木霉DQ-1分生孢子固体发酵优化及其对4种作物幼苗生长的影响

以麦麸、玉米粉、稻壳、秸秆、甘蔗渣等固体基质为原料,采用单因素和正交试验,对棘孢木霉DQ-1分生孢子固体发酵基质和发酵条件进行了筛选和优化;并通过盆栽试验研究了其发酵产物对黄瓜、辣椒、番茄和西瓜幼苗生长的影响。结果表明：以单一麦麸为发酵基质时,棘孢木霉DQ-1产孢量最大,发酵5 d产孢量为1.51×10⁹ CFU/g;以麦麸：玉米粉：稻壳：硅藻土复配比例为5.8：0.5：1.7：1.0时产孢量最大,发酵5 d棘孢木霉DQ-1产孢量可达2.63×10⁹ CFU/g。固体发酵条件以液体接种量为2%时,发酵第12 d棘孢木霉DQ-1的产孢量最高,可达7.18×10⁹ CFU/g。盆栽试验表明,棘孢木霉菌DQ-1分生孢子粉对黄瓜、辣椒、番茄和西瓜幼苗具有明显的促进生长效果。本研究结果为棘孢木霉菌DQ-1产业化生产和应用奠定了基础。     

重寄生真菌盾壳霉胞外蛋白酶产生条件及酶活影响因子

重寄生真菌盾壳霉Coniothyrium minitans是核盘菌Sclerotinia sclerotiorum的重要生防菌。为了探讨盾壳霉胞外蛋白酶在寄生核盘菌过程中的作用,采用明胶平板法对盾壳霉寄生核盘菌菌核产生的蛋白酶活性进行了检测,并进一步采用福林酚法定量测定蛋白酶活性,研究盾壳霉产生胞外蛋白酶的培养条件及影响蛋白酶活性的因子。试验结果表明,在被盾壳霉寄生的核盘菌菌核中检测到蛋白酶活性,表明蛋白酶可能参与盾壳霉重寄生作用。发现核盘菌菌核浸出液培养基适合盾壳霉产生胞外蛋白酶,摇培(20℃、200r/min)5d时蛋白酶活性最高,达到0.22U/mL。盾壳霉胞外蛋白酶酶促反应的最适温度为60℃,最适pH7.0。当温度不高于40℃时,蛋白酶酶活较稳定。5mmol/L的金属离子Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Li⁺和K⁺等对蛋白酶酶活没有显著影响(P>0.05),而Fe²⁺(5mmol/L)显著(P<0.05)提高了蛋白酶活性。盾壳霉蛋白酶对苯甲基磺酰氟(PMSF)敏感,说明盾壳霉产生的胞外蛋白酶可能主要是丝氨酸蛋白酶。这些结果为盾壳霉胞外蛋白酶的分离纯化和功能研究奠定了基础。     

Ca2+,Mn2+等8种金属离子对软腐欧文氏菌一些致病因子的影响

 在离体试验中,不同金属离子对马铃薯软腐欧文氏菌(Erwinia carotovora subsp.carotovora)菌株StEcc-12生长,产生胞外酶和胞外酶活性具有不同的影响。在含果胶酸钠的培养液中,Ca²⁺促进生长,并使培养液中的果胶裂解酶(PL)、果胶水解酶(PG)和蛋白酶3种胞外酶分别提高1.4~23.4倍,0.3~2.9倍和0.7~6.5倍。Mn²⁺对StEcc-12生长及产生3种胞外酶的影响与Ca²⁺相似。Ni²⁺显著抑制细菌的生长,但在含Ni²⁺培养液中3种胞外酶的单位活性比对照高1.7倍以上。在酶粗提液中分别加入上述3种离子对PL酶的活性均有抑制作用。Zn²⁺对细菌生长没有显著影响,高浓度Al³⁺抑制细菌生长,这2种离子均能促进3种胞外酶的产生。随着Fe²⁺和K⁺浓度的增高,细菌生长减少,两种果胶酶产量降低,蛋白酶产量增加,粗提液中PL酶活性下降。Mg²⁺对细菌生长和胞外PG产生没有明显影响,提高Mg²⁺浓度有利于PL的产生。酶粗提液中加入Mg²⁺后PL活性增高。所有以上离子都能使聚半乳糖醛酸发生不同程度的凝聚,但只有Ca²⁺和Mg²⁺的有效凝聚浓度与薯块的实际浓度接近。     

一株抗马铃薯坏疽病生防细菌B-401产抑菌物质条件优化及稳定性

以马铃薯坏疽病菌为靶标菌株,采用含药平板法对高寒草地禾草内生细菌B-401产抑菌物质条件及抑菌物质的稳定性进行了研究。结果表明,生防菌株B-401产抑菌物质的最佳培养基配方为牛肉膏8g、酵母浸膏5.0g、葡萄糖10g、水1000mL,最适温度为23.4℃,最适pH值为7,最佳装液量为35.2mL/150mL三角瓶,最佳培养方式为光照条件下振荡培养24h,最适发酵时间为96h,优化验证试验结果表明,其对马铃薯坏疽病菌的EC₅₀＝0.111μL/mL,是优化前EC₅₀＝3.196μL/mL的3.47%。菌株B-401所产抑菌物质在25~90℃具有较好稳定性,抑菌活性均大于75%,在100℃及以上高温处理后抑菌物质活性降低;对酸碱性和紫外照射稳定,相对活性分别在77.45%和98%以上;对金属离子Na⁺、Mg²⁺和Mn²⁺稳定,相对活性达99%以上,而对Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺和Fe³⁺较不稳定。     

蔬菜田常用农药对诺氏虫疠霉生长和产孢的影响

研究了17种蔬菜田常用杀虫剂、杀菌剂对诺氏虫疠霉生长及产孢的影响。结果表明，在10种杀虫剂中，恶二嗪类杀虫剂安打对菌落生长和产孢的影响最小，抑菌率仅为15．78％，产孢量与对照无显著差异。新烟碱类杀虫剂吡虫啉对诺氏虫疠霉抑制作用最强，抑菌率达到100％。7种杀菌剂对诺氏虫疠霉生长和产孢影响都很显著，其中取代苯基类杀菌剂乙霉威对其影响最小，抑菌率为31．51％，但产孢量不到对照的1／3。有机硫类杀菌剂代森锰锌对诺氏虫疠霉生长、产孢的影响最大，抑菌率为100％。     

多花黄精叶斑病病原菌的鉴定、生物学特性及杀菌剂对其的抑制作用

采集具有典型叶斑病症状的多花黄精(Polygonatum cyrtonema)叶片,分离其病原菌,利用形态学和多基因联合分析对病原菌进行鉴定,研究病原菌的生物学特性,并采用菌丝生长速率法测定杀菌剂对其菌落生长的抑制作用。结果表明,分离出的病原菌分生孢子无色,大多梨形或长梨形,大小为(10～12)μm×(5～7)μm,多基因联合分析表明该病原菌与首都叶点霉(Phyllosticta capitalensis)的同源性达到100%;结合形态学特征和多基因序列分析确定病原菌为首都叶点霉(Ph.capitalensis),这是首都叶点霉(Ph.capitalensis)侵染多花黄精的首次报道;PDA培养基有利于菌丝生长和产孢,25℃条件下菌丝生长最快、且产孢量最大,pH为5.0～10.0时菌丝均可生长,最适pH为7.0,菌丝生长最适碳源为蔗糖、最适氮源为胰蛋白胨,产孢最适碳源为葡萄糖,但酵母、甘氨酸、牛肉膏均不产孢;光暗交替适宜其生长、光照条件可促使病原菌产孢;在测试的9种药剂中,三唑酮EC₅₀=0.292 mg·L^-1对首都叶点霉(Ph.capit...     

引起西洋参锈腐病的Ilyonectria属4种病原菌的生物学特性及其对不同杀菌剂的敏感性

 Ilyonectria属真菌是引起西洋参锈腐病的主要病原菌,每年给西洋参生产造成重要经济损失。本文选取分离自我国吉林省及山东省栽培的西洋参的I. mors-panacis、I. robusta、I. vredehoekensis及I. communis 4种病原菌,通过平板培养,测定它们在不同培养基、温度、碳源、氮源和光照条件下菌丝生长和产孢量;采用生长速率法测定对6种常用杀菌剂的敏感性。生物学试验结果表明:Czapek培养基为Ilyonectria spp.菌丝生长的最适培养基,PDA、OA和CMA培养基有利于产孢;菌丝生长最适碳源和氮源分别是可溶性淀粉和硝态氮,不同碳源对各菌株产孢的作用不同,最适产孢氮源为硫酸铵;I. vredehoekensis最适生长温度为25 ℃,I. robusta为20～25 ℃,其他2种菌则为20 ℃,产孢最适温度范围为15～20 ℃;黑暗条件适宜供试菌的生长,全光照有利于I. mors-panacis和I. robusta产孢,但不利于I. vredehoekensis和I. communis产孢。药剂试验结果表明:同一杀菌剂对4种病菌的作用存在差异,在供试的6种杀菌剂中,4种病菌对多菌灵最为敏感(EC₅₀<0.5 μg·mL^-1),其次是戊唑醇(EC₅₀<15 μg·mL^-1),恶霉灵的抑制效果最差(EC₅₀>960 μg·mL^-1)。上述研究结果为了解西洋参锈腐病菌Ilyonectria的环境适应性及防治策略提供了有益参考。     

拮抗链霉菌R15β-葡萄糖苷酶的纯化及特性研究

 从山东泰安郊区大白菜植株根际土壤中分离筛选获得一株拮抗链霉菌(Streptomyces spp. )R₁₅菌株。采用固体发酵、粗酶液 (NH₄)₂SO₄分级沉淀、DEAE-52阴离子交换柱层析和Sephadex G75凝胶柱层析等步骤从链霉菌(Streptomyce spp.)R₁₅中分离纯化获得β-葡萄糖苷酶。结果表明, 纯化倍数16.28, 回收率为14.59％, SDS-PAGE电泳测得相对分子量为63.89 kDa。经TLC分析酶解产物, β-葡萄糖苷酶与水杨苷反应生成D-葡萄糖和水杨醇。以水杨苷为底物时, 该酶的Km值为10.644 mmol/L, Vmax为0.525 μmol·L^-1·min^-1。该酶的最适温度为65℃, 70℃以下相对稳定;最适pH为5, pH 3~7之间相对酶活在75％以上。Cu²⁺、Hg²⁺和Fe²⁺对酶有抑制作用, 其中Hg²⁺和Cu²⁺的抑制作用最强, 酶活力完全丧失;而Ca²⁺, Mn²⁺对酶均有激活作用, 相对酶活分别高达137.18%和119.52%。     

一株座壳孢菌的鉴定及营养和温度对其生长的影响

从江西赣南地区采集罹病的粉虱上分离得到座壳孢ZKB-1，形态学观察结合分子序列分析鉴定为扁座壳孢Aschersonia placenta。菌株ZKB-1对单糖、双糖、多糖等碳营养和有机氮、无机氮等氮营养的利用效果存在显著差异。菌株ZKB-1的菌丝生长以可溶性淀粉和酵母浸粉的最好（生长速率分别为0.56和0.60 mm/d），以葡萄糖和硫酸铵的最差（生长速率分别为0.36和0.44 mm/d）。菌株ZKB-1的分生孢子产生以葡萄糖和硝酸钾的最多（第21 d时的产孢量分别为7.78×10⁷和1.40×10⁸孢子/cm²），以可溶性淀粉和蛋白胨最少（第21 d时的产孢量分别为0.63×10⁷和1.20×10⁷孢子/cm²）。菌株ZKB-1在19~31℃均能正常生长，其菌丝生长和产孢的最适温度分别为28和25℃。本研究结果可为扁座壳孢菌的发酵生产提供参考。     

螺旋毛壳ND35 β-1,3-葡聚糖酶的诱导、性质及其抑菌作用

 以病原菌Rhizoctonia solani的细胞壁为诱导物,模拟毛壳菌自然的重寄生过程,研究了内生真菌螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35 β-1,3-葡聚糖酶的产酶条件、性质,尤其是不同碳源的调控作用。结果表明,不同种类的真菌细胞壁及几丁质和昆布多糖,均可诱导产生β-1,3-葡聚糖酶,而作为分解代谢产物的葡萄糖则抑制产酶。经硫酸铵沉淀、DEAE-Sepharose阴离子交换层析及Phenyl-Sepharose疏水层析,并通过SDS-PAGE鉴定,纯化了一种分子量约为73 kDa的内切β-1,3-葡聚糖酶GLUC73。其最适反应温度为55℃,在40℃以下较稳定;最适pH值为5.5,在pH 5-9范围内均很稳定;酶活性受Hg²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等金属离子不同程度的抑制,Mn²⁺和Co²⁺对酶有激活作用;以昆布多糖为底物时,该酶的米氏常数K_m为0.412 mg·mL^-1,最大反直速度V_max为3.876 U·mL^-1。粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性,离体抑菌试验表明,对苹果炭疽病菌(Glomerella cingulata)、杨树腐烂病菌(Valsa sordida)、苹果树腐烂病菌(Valsa mali)的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用。通过对β-1,3-葡聚糖进行免疫细胞化学标记和超微结构观察,间接证明了β-1,3-葡聚糖酶在螺旋毛壳重寄生过程中的作用。     

生防芽孢杆菌T2胞外蛋白酶的纯化及其抗真菌作用

 从小麦根际土壤中分离到一株高产蛋白酶并对棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporum f sp.vasinfectum)具有拮抗作用的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)T2。采用硫酸铵分级沉淀、DEAE Sepharose Fast Flow、SP Sepharose Fast Flow离子交换层析、Sephadex G-75凝胶过滤层析,从T2发酵液中分离纯化出一种分子量约为29.0kD的蛋白酶。该酶作用的最适温度为65℃,最适pH为8.0,在低于50℃、pH5.0-7.5范围内较稳定。Na⁺、K⁺Pb²⁺、EDTA对酶有激活作用,Ca²⁺、Ba²⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Hg²⁺、SDS对酶有部分抑制作用,而PMSF可完全抑制酶活,推测该酶是一种丝氨酸蛋白酶。抗菌活性显示,该酶对棉花枯萎病菌的孢子萌发、菌丝生长有明显抑制作用。     

淡紫拟青霉几丁质酶的纯化和活性影响因子

 淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)是一种重要的植物线虫卵寄生真菌。采用DEAE-22离子交换层析和SephcrylS-300凝胶过滤层析分离纯化到一种淡紫拟青霉胞外几丁质酶,经7.5%聚丙烯酰胺凝胶电脉检测为单一条酶带,Rf值等于0.43。淡紫拟青霉几丁质酶的最适温度为45℃。热稳定性测定表明它在40℃下放置10min可保持原有活力,60℃下10min,完全失活。该酶的最适pH值为5。其pH值稳定性与温度和反应时间有关。20℃、20min,在pH3~9范围内稳定;37℃、1h,则只在pH5~7范围内较稳定。金属离子如Mg²⁺、Ca²⁺、Zn²⁺、Li⁺和Fe²⁺对酶有一定的激活作用,其中Mg²⁺的激活作用最强。相反,Cu²⁺对酶有强烈抑制作用。     

苹果树腐烂病菌转录因子VmSte12的鉴定及功能分析

 Ste12是最早在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中发现的一类转录因子。之后在部分丝状真菌中也发现了该类转录因子的存在,并证明其能够参与调控生殖生长以及病原真菌的致病力。然而,苹果树腐烂病菌(Valsa mali)中是否存在该类转录因子以及其功能尚不明确。本研究基于生物信息学鉴定苹果树腐烂病菌中Ste12的同源基因,采用烟草瞬时表达系统进行蛋白亚细胞定位分析,利用酵母单杂技术进行转录激活功能分析,进而利用PEG介导的原生质体转化技术构建基因缺失突变体,并对其进行表型观察与分析。结果表明,苹果树腐烂病菌存在Ste12的同源基因,我们将其命名为VmSte12。该基因编码701个氨基酸,包含Ste同源结构域和C₂H₂锌指结构域。VmSte12定位于细胞核,并具有体外转录激活功能。与野生型相比,VmSte12敲除突变体生长速率平均下降10.1%,分生孢子器数量平均下降94.6%,致病力平均下降27.4%。可见,VmSte12具有Ste12类转录因子特征,并且极有可能在腐烂病菌的生长、繁殖、致病等方面发挥重要作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

禾谷镰刀菌蛋白激酶FgSid1的功能研究

 实验室前期已经对禾谷镰刀菌中116个蛋白激酶进行了鉴定,发现FgSID1基因(FGSG_07344)敲除突变体在有性生殖过程中存在严重缺陷,但其在禾谷镰刀菌中的具体功能却未被详细报道。本研究通过表型分析和亚细胞定位等实验明确了FgSid1在营养生长、有性发育和致病性等方面的功能。本研究发现FgSID1基因敲除突变体菌落生长速度显著变慢,分生孢子隔膜数量减少且产孢量下降;在有性生殖阶段,FgSID1基因敲除突变体的子囊壳形态和大小均正常,但子囊畸形且子囊孢子形成有缺陷;此外,FgSID1基因敲除突变体只能侵染接种小花,而无法扩展到穗轴及临近的小穗,且接种点的小麦籽粒DON毒素含量显著下降;研究还发现FgSID1基因敲除突变体的分生孢子、营养菌丝和子囊孢子的分隔中均含有多个细胞核;本研究又通过亚细胞定位实验发现FgSid1定位于微管组织中心。因此,蛋白激酶FgSid1可能通过参与禾谷镰刀菌无性和有性阶段的细胞分裂影响禾谷镰刀菌的营养生长、分生孢子和子囊孢子的发育以及侵染能力。     

三种环境因子对大白菜软腐欧氏杆菌根毛吸附的影响

 温度、pH和离子条件是影响病原细菌对寄主吸附的基本因子,文章测定了它们对大白菜软腐欧氏杆菌(Erwinia carotovora pv.carotoyora)在寄主根毛上吸附的影响。病菌在5个给定温度下对寄主根毛吸附量的变化,呈现为由吸附起始温度(18℃)、温度稳恒渐近范围(18-22℃)和温度饱和点(22℃)组成的吸附动力曲线。病菌在12个pH梯度下的运动状态、生活力及对寄主根毛吸附量的变化表明,病菌吸附以pH5.8-7.2为适宜范围,pH4.6和8.2为低限和高限;偏酸(pH5.0以下)和偏碱(pH7.2以上)可通过影响病菌的生活力和运动性而影响吸附。5×10^-6M的Ca++可使病菌吸附量提高2.5-4.2倍,同浓度的Mg++可使吸附量提高2.7倍。文章讨论了温度和pH条件影响吸附的动力学,以及吸附调节的可能机制。     

禾谷镰刀菌脂质转运蛋白Vps13的功能分析

 Vps13蛋白家族是真核生物中高度保守的一类脂质转运蛋白,其在丝状真菌中的功能尚不清楚。小麦赤霉病主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起,是小麦最重要病害之一。禾谷镰刀菌含有酿酒酵母VPS13的一个同源基因FgVPS13。通过同源重组的方法获得禾谷镰刀菌FgVPS13敲除突变体。研究表明,FgVPS13敲除突变体出现生长、产孢和有性生殖的缺陷。FgVPS13敲除突变体在小麦胚芽鞘和麦穗上的致病力下降,产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素含量也明显降低。而且,FgVPS13抑制线粒体自噬。总之,FgVPS13参与调控禾谷镰刀菌菌丝生长、无性和有性生殖、致病力和线粒体自噬。