小麦赤霉病菌拮抗菌的筛选及拮抗特性研究

【目的】从小麦根际土壤中分离对禾谷镰刀菌具有抑制作用的菌株,为防控小麦赤霉病及其毒素污染提供菌株资源。【方法】以小麦根际土壤为材料,通过平板对峙法筛选抑制禾谷镰刀菌生长的菌株;根据菌落形态、生理生化特性和16S rDNA系统发育分析对拮抗菌进行种类鉴定;通过PCR扩增抗菌脂肽基因、发酵条件试验、抑菌物质的抑菌特性分析探究拮抗菌的拮抗特性;通过接种小麦穗和小麦籽粒试验验证拮抗菌对小麦赤霉病的防治效果及对脱氧雪腐镰刀菌稀醇(Deoxynivalenol,DON)的抑制作用。【结果】从小麦根际土壤中分离出5株对禾谷镰刀菌具有拮抗作用的细菌,其中菌株XW-10的拮抗效果最好,经鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其具有合成伊枯草菌素、表面活性素和丰原素等抗菌脂肽的基因。菌株XW-10生长的最适条件为CM培养基中培养10~48 h,抑菌物质主要存在于发酵上清液中,使禾谷镰刀菌的菌丝生长受到明显抑制,使孢子萌发率下降,也使菌丝形态畸变;发酵无菌上清液在低于90℃下可保持高抗菌活性,中性pH时抑菌效果最好。菌株XW-10发酵无菌上清液中的有效成分为粗蛋白,但对木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K的作用不敏感。应用试验表明菌株XW-10发酵无菌上清液可促进小麦幼苗生长、通过抑制禾谷镰刀菌的生长降低小麦基质中DON毒素的含量和小麦穗赤霉病的发生率。【结论】筛选获得的菌株XW-10对小麦赤霉病有较好的防治效果,具有作为小麦赤霉病生防菌的潜质。     

莱姆病螺旋体端粒解离酶的表达纯化及其晶体衍射分析

【目的】对莱姆病螺旋体（Borrelia burgdorferi）端粒解离酶（telomere resolvase，ResT）进行原核可溶性表达纯化，并筛选高衍射度的ResT-DNA复合物晶体，为探究ResT DNA复合物的结构和功能奠定基础。【方法】合成pET28-b-ResT表达质粒，构建原核表达载体pSUMO-ResT，分析ResT可溶性蛋白在BL21(DE3)、BL21(DE3) pLysS、BL21 Gold(DE3) pLysS、BL21 Codon Plus(DE3)、Rosetta(DE3)和Rosetta(DE3) pLysS中的表达量，获得最优的ResT原核表达菌株。基于AlphaFold预测的ResT蛋白模型，利用定点突变及ResT可溶性蛋白表达分析，获得高效可溶性表达ResT突变体。经Ni-NTA亲和层析、HiTrap Heparin HP亲和层析及分子筛层析对ResT突变体 ResT（W94H）进行蛋白纯化。利用EMAS检测ResT（W94H）与DNA的结合能力。使用蛋白晶体接种（seeding）和交叉接种（cross-seeding）方法，利用多种商业化结晶试剂盒筛选并优化ResT-DNA复合物的结晶条件，对复合物晶体进行X射线衍射分析。【结果】BL21 Gold(DE3) pLysS菌株是ResT最佳的高效可溶性表达菌株，W94H突变体比野生型具有更强的可溶性表达。获得了高纯度（95%）且高质量浓度（15 mg/mL）的ResT（W94H），其能够与底物DNA形成稳定的ResT DNA复合物。在18 ℃下，ResT DNA最佳结晶条件是：PEG3350 150 g/L、二甲苯二酸钠0.1 mol/L（pH 6.6）、NaCl 0.15 mol/L，ResT-DNA晶体分辨率最高为3.52 ?，晶体空间群为P4。【结论】得到了高纯度ResT (W94H）蛋白，获得了ResT-DNA复合物晶体。     

黄曲霉野生型及LaeA缺陷型菌株胞外差异蛋白鉴定

【目的】分析黄曲霉野生型产毒株及LaeA缺陷型无毒株在以小麦、玉米为培养基质中生长时的胞外差异蛋白,为进一步明确LaeA因子在黄曲霉产毒调控中的作用提供基础数据。【方法】将小麦及玉米籽粒粉碎后灭菌并加水配制成培养黄曲霉菌的基质,在产毒株(黄曲霉CA14野生型)及无毒株(LaeA缺陷型)培养0、48和72 h时取样,采用SDS-PAGE分别分析黄曲霉毒素B1(AFB1)及胞外差异蛋白,并采用液质联用四极杆飞行时间质谱技术[LC-MS-MS (Q-TOF)]对获得的胞外差异蛋白进行鉴定。【结果】黄曲霉野生型及LaeA缺陷型菌株均能将小麦和玉米基质中的小分子蛋白迅速转化,随着培养时间延长,LaeA缺陷型菌株的胞外蛋白较野生型菌株略少,不产生黄曲霉毒素。产毒株及无毒株胞外差异蛋白条带共有7个,主要为淀粉酶A、碱性蛋白酶、木聚糖酶F3和亮氨酸氨基肽酶A等生理酶类。【结论】黄曲霉产毒株与无毒株的胞外差异蛋白为生理酶类蛋白,该类酶蛋白主要与营养摄入有关,且影响黄曲霉菌丝的生长。