短小芽胞杆菌抑菌相关基因的高效克隆

为有效挖掘生防短小芽胞杆菌Bacillus pumilus的抑菌相关基因,对DX01菌株进行了Solexa基因组扫描,并选取其中2个代表性基因TasA和Surf2,以DX01基因组DNA为模板,采用PCR方法对其进行克隆、序列比对及系统进化分析。结果表明,DX01菌株共得到4 267个基因,有3 145个具有明确生物学功能的蛋白。其中,与短小芽胞杆菌抑菌活性相关的基因（簇）有84个,包括2个细菌防御酶基因、2个细菌生物膜形成相关基因、1个信号转导基因、27个细胞壁降解或水解酶基因、15个抗生素合成或转运基因、4个抑菌蛋白基因、1个次生代谢物合成基因簇及32个细菌鞭毛生物合成与调控相关基因。TasA基因在芽胞杆菌属细菌中具有高度的保守性,各同源基因的序列相似性在92%以上;而Surf2基因的同源基因在该属细菌中具有一定的变异性,有的序列相似性低至73%。     

sacB介导的绿针假单胞菌YL-1遗传操作方法

绿针假单胞菌Pseudomonas chlororaphis YL-1是从大豆根围分离获得的,对多种病原细菌和病原真菌有较强抑制作用。为了探明绿针假单胞菌YL-1生防相关基因的功能,本研究以嗜铁素转录调控因子PvdS编码基因为对象,建立了一套基于负选择标记基因sacB的绿针假单胞菌无标记基因敲除技术,构建重组质粒pEX18-pvdS,通过改良的细菌接合转移技术将重组质粒导入野生型菌株YL-1中,利用同源重组技术获得缺失突变株ΔpvdS。生防相关性状研究结果表明,与野生型菌株YL-1相比,突变株ΔpvdS泳动能力和生长能力未发生改变,但是群集运动能力显著下降。同时突变株ΔpvdS合成嗜铁素的能力也显著下降,pvdS基因互补后突变株能恢复合成嗜铁素的功能。本文结果表明,已成功建立了适用于YL-1的基因定向敲除技术和功能基因互补体系,为深入研究YL-1的生防机制奠定了重要基础。     

ywbB基因对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株菌落形态和芽胞形成的调控

枯草芽胞杆菌NCD-2菌株能有效防治作物土传病害,前期研究证实,ywbB基因正调控NCD-2菌株生物膜形成和根际定殖能力。本研究进一步分析了ywbB基因对NCD-2菌株的生长、菌落形态和芽胞产生等性状的影响。结果表明,同NCD-2野生型菌株相比,突变子ΔywbB降低了在LB和2×SG培养基中的生长速率;在LB或2×SG培养基上,NCD-2菌株可以形成褶皱的菌落形态,而ΔywbB突变子菌落形态平坦,没有褶皱。在2×SG培养基中培养60 h后,NCD-2菌株的芽胞形成率达到68.6%,而ΔywbB突变子的芽胞形成率仅为18.5%。通过RT-qPCR技术分析了ywbB突变后对其上游基因ywbA、下游基因ywbC、芽胞形成相关基因spoIIAA表达量的影响,结果表明,突变ywbB后对ywbA、ywbC基因的表达量没有明显的影响,而ΔywbB突变子中spoIIAA的表达量较NCD-2野生型菌株相比显著降低。     

内生细菌B3-7 的运动性参与其在小麦根系的内生定殖和对小麦全蚀病的生物防治

 蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)B3-7 是一株对于小麦全蚀病具有有效生防作用的小麦内生细菌。为了研究B3-7 在小麦根内的定殖机制,本研究将含有转座子TnYLB-1 和温度敏感型复制子的质粒pMarB 转化B3-7 菌株,高温处理后TnYLB-1 插入细菌基因组中,构建转座子插入突变体库。通过筛选,获得1 株在小麦根内定殖能力显著降低的突变体B3-7-458。利用反向PCR 方法分离转座子插入位点的侧翼序列并分析其特征,发现转座子插入导致细菌鞭毛运动性相关基因mota 失活,同时发现mota 失活菌株对于小麦全蚀病的生防能力降低。通过构建互补载体对突变基因mota 进行互补分析,发现互补菌株的运动性、在小麦根系内部的定殖能力以及对于小麦全蚀病的生防能力得以恢复。本研究证明了生防菌蜡样芽孢杆菌B3-7 的mota 基因参与该菌株在小麦根系的内生定殖,也参与了该菌株对于小麦全蚀病的生物防治。     

PhoR/PhoP双组分系统对枯草芽胞杆菌NCD-2菌落形态和芽胞形成的影响

 双组分PhoR/PhoP是枯草芽胞杆菌中普遍存在的以低磷为信号的调控系统。前期研究发现,PhoR/PhoP双组分系统正调控枯草芽胞杆菌NCD-2菌株脂肽类抗生素fengycin的合成,本研究分析了PhoR/PhoP双组分系统对NCD-2菌株菌落形态和芽胞形成的影响。在有机磷培养基上,NCD-2野生型菌株可以降解有机磷并且形成表面褶皱、立体结构较强的菌落形态,而phoR或phoP基因突变子丧失了降解有机磷的能力,菌落表面光滑、平坦。phoR和phoP基因突变子的互补菌株恢复到了与野生型相似的解磷能力和菌落形态。在低磷和高磷培养基中比较了NCD-2野生型及其衍生菌株的生长及芽胞形成情况,结果表明,在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株的生长速率没有差异,但在低磷培养基中,phoR和phoP基因突变子的菌体生长速率显著降低。芽胞形成能力测定结果表明,在低磷培养基中,NCD-2野生型菌株的芽胞形成率较高,而phoR和phoP基因突变子的芽胞形成率显著降低;在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株芽胞形成率普遍较低并且无显著差异。RT-PCR分析显示, phoR和phoP的突变均显著降低了芽胞形成相关基因spo II GA的表达,相比感应激酶PhoR,调控因子PhoP对spo II GA基因的影响更显著。     

PhoR/PhoP双组分系统对枯草芽胞杆菌NCD-2菌落形态和芽胞形成的影响

 双组分PhoR/PhoP是枯草芽胞杆菌中普遍存在的以低磷为信号的调控系统。前期研究发现,PhoR/PhoP双组分系统正调控枯草芽胞杆菌NCD-2菌株脂肽类抗生素fengycin的合成,本研究分析了PhoR/PhoP双组分系统对NCD-2菌株菌落形态和芽胞形成的影响。在有机磷培养基上,NCD-2野生型菌株可以降解有机磷并且形成表面褶皱、立体结构较强的菌落形态,而phoR或phoP基因突变子丧失了降解有机磷的能力,菌落表面光滑、平坦。phoR和phoP基因突变子的互补菌株恢复到了与野生型相似的解磷能力和菌落形态。在低磷和高磷培养基中比较了NCD-2野生型及其衍生菌株的生长及芽胞形成情况,结果表明,在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株的生长速率没有差异,但在低磷培养基中,phoR和phoP基因突变子的菌体生长速率显著降低。芽胞形成能力测定结果表明,在低磷培养基中,NCD-2野生型菌株的芽胞形成率较高,而phoR和phoP基因突变子的芽胞形成率显著降低;在高磷培养基中,NCD-2野生型及其衍生菌株芽胞形成率普遍较低并且无显著差异。RT-PCR分析显示, phoR和phoP的突变均显著降低了芽胞形成相关基因spo II GA的表达,相比感应激酶PhoR,调控因子PhoP对spo II GA基因的影响更显著。     

产酶溶杆菌OH11菌株胞外酶调控相关基因ctp的克隆及功能的初步分析

利用mariner转座子对产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes OH11进行转座诱变,构建菌株OH11的突变体文库.筛选到1株4种胞外酶(蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶)产生均减少的突变株D-11.通过亚克隆,鉴定转座子的插入位点,涉及1个羧基末端蛋白酶(carboxy-terminal protease)编码基因ctp.通过同源重组的方法对该基因进行敲除,对缺失突变体Δctp表型分析发现:(1)Δctp与野生型OH11在营养丰富型(2YT)与营养缺陷型(MMX)培养基中生长速率基本一致;(2)Δctp降低了蛋白酶、纤维素酶和β-1,3-葡聚糖酶的产生,但不影响几丁质酶的产生;(3)Δctp生物膜的产生量明显减少.研究还表明,突变体基本不改变其对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani和辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici的拮抗能力.互补菌株均恢复了野生型的相关功能.     

PhoR/PhoP双组份对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中surfactin合成的影响

 Surfactin是由芽胞杆菌类细菌产生的一种脂肽类物质,具有溶血活性和排油能力,并且与细菌生物膜形成和根际定殖能力相关。本研究分析了PhoR/PhoP双组份对生防枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中surfactin合成的影响。在低磷环境下,同NCD-2野生型菌株相比,PhoR和PhoP突变子显著降低了NCD-2菌株的溶血活性;NCD-2菌株的排油能力很强,而PhoR和PhoP突变子均丧失排油能力;NCD-2野生型菌株的生物膜形成能力分别是PhoR和PhoP突变子的2.0和2.2倍。通过FPLC色谱分析技术证明NCD-2菌株可以产生surfactin,并发现在低磷条件中,野生型菌株NCD-2所产生的surfactin分别是PhoR和PhoP突变子的2.3和6.4倍。通过RT-qPCR技术分析了surfactin合成酶基因srfAA在不同菌株中的表达情况,结果表明在低磷环境下,PhoR和PhoP突变子中srfAA基因的表达量比NCD-2野生型菌株均降低了2.1倍。构建PhoR和PhoP突变子的互补菌株,证明互补菌株均能使突变子的性状恢复到野生型水平。以上结果证明,PhoR/PhoP双组份影响surfactin的合成。     

枯草芽胞杆菌NCD-2中调控因子PhoP对fengycin合成的调控作用

 PhoR/PhoP双因子调控系统是枯草芽胞杆菌中一个重要的全局性调控系统, 在低磷环境下, 感应激酶PhoR自磷酸化, 并且将获得的磷酸基团转移到调控因子PhoP上, 从而激活PhoP的调控活性。为了明确调控因子PhoP对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中主要抑菌活性物质-fengycin合成能力的调控作用, 本研究通过同源重组技术缺失突变NCD-2菌株中的phoP基因, 拮抗活性测定结果表明, phoP基因缺失菌株显著降低了对立枯丝核菌的抑菌活性。通过快速蛋白质液相色谱(FPLC)技术比较了NCD-2菌株野生型及其phoP基因突变子fengycin的合成能力, 结果证明, phoP基因突变菌株降低了fengycin的合成能力。对突变子进行phoP基因互补发现, 互补phoP基因可使突变子的相关性状恢复到野生型菌株水平。以上结果证明, phoP基因对枯草芽胞杆菌NCD-2菌株中fengycin的合成具有正调控功能。     

杧果炭疽菌拮抗细菌的筛选鉴定及其防病效果

为寻找对杧果炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides有效的生防菌株,从瓜叶白粉病病斑上分离得到104株细菌,通过平板对峙培养筛选出16株拮抗细菌,分别测定其在8种不同培养基中的抑菌活性,筛选出有较强抑菌作用的9A、26A和4N菌株进行室内、果园防病试验,并对具有较好防治作用的9A、26A菌株进行了鉴定。结果显示,拮抗菌9A、26A和4N分别在南瓜汁、红薯汁和马铃薯汁培养基上的抑菌活性最高,对杧果炭疽菌菌丝生长抑制率分别为88.83%、87.83%和85.87%;室内9A、26A和4N菌株菌液处理离体果实,24 h后接种炭疽菌分生孢子液,对杧果炭疽病的防治效果均达100%,与咪鲜胺对照组相同;在果园9A和26A的防病效果分别为98.4%和90.5%,显著高于对照组的防效78.8%,而4N的防效只有58.2%。根据形态、生理生化特征及16S rDNA 序列分析结果,将菌株9A和26A鉴定为枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis。研究表明,菌株9A和26A具有较好的生防利用价值。     

Biological and biochemical responses of Biomphalaria alexandrina to some extracts of the plants Solanum siniacum and Artemisia judaica L.

The molluscicidal activity of cold water, boiled water, methanol, ethanol, acetone and chloroform extracts of Solanum siniacum and Artemisia judaica L. plants against Biomphalaria alexandrina snails was carried out. The tests revealed plant’s ethanol extract was more toxic to the snails than the other tested extracts. Therefore, it was tested against snails’ fecundity (M_x), reproduction rate (R₀) and their infection with Schistosoma mansoni miracidia. In addition, biochemical parameters and the activities of some enzymes in tissues of snails treated with the two tested plants were determined. As well, glucose concentration in snails’ hemolymph was evaluated. Exposure of B. alexandrina snails to plant’s ethanol extract led to a significant reduction in their survival and snails’ fecundity, reproduction rate. In addition, it caused a considerable reduction in the infectivity of S. mansoni miracidia to the snails. Also, it caused a reduction in number of cercariae per snail during the patent period and in the period of cercarial shedding. The results revealed that the glucose concentration in hemolymph and Lactate level in soft tissues of treated snails were increased (P < 0.001) while glycogen, total protein, the lipid content and the pyruvate level in snail’s tissues decreased (P < 0.001). The activities of lactic dehydrogenase (LDH), pyruvatekinase (PK) and cytochrome oxidase (CY) enzymes in homogenate of snail’s tissues were reduced (P < 0.001) in response to treatment with the two tested plants while protease (PR) activity increased (P < 0.001). It is concluded that the application of LC₂₅ of ethanol extract of S. siniacum and A. judaica L. may be helpful in snail control as it interferes with the snails’ biology and physiology.     

生防菌Alternaria amaranthi-3对反枝苋的防治效果

反枝苋Amaranthus retroflexus是一种世界性恶性杂草。为了确定微生物除草剂候选菌Alternaria amaranthi-3防除反枝苋的潜力,通过盆栽试验研究了接种浓度、露期和水乳剂型对A.ama-ranthi-3菌株致病力的影响。结果显示,接种浓度显著影响菌株的致病力,在48h露期条件下,接种孢子浓度为105个/mL时,菌株水剂对反枝苋幼苗生长抑制率为35.55%;浓度为107个/mL时,生长抑制率达到75.25%。露期对该菌株的致病力也有较大影响,在不保湿条件下,菌株水剂对反枝苋的生长抑制率为26.43%,而保湿48h处理的生长抑制率达到77.96%。Span80∶Tween80=1∶3的复配乳化剂和大豆油制备的水乳剂可显著降低露期对菌株防效的影响和提高菌株的致病力,无露期时,菌株水乳剂对反枝苋的生长抑制率达到88.35%,显著高于水剂;48h露期条件下,菌株水乳剂处理的生长抑制率为90.59%,而菌株水剂处理为77.96%。表明通过剂型的改进菌株Alternaria amaranthi-3能有效防除反枝苋。     

加州新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的捕食作用

为明确加州新小绥螨Neoseiulus californicus （McGregor）对土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani （Ugarov et Nikolski）的捕食潜力,采用捕食功能反应方法,研究了加州新小绥螨对土耳其斯坦叶螨各螨态的捕食作用。加州新小绥螨对雌成螨、若螨、卵的选择性捕食系数分别为0.44、1.25和1.35。在不同温度条件下,加州新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的功能反应均属于Holling-Ⅱ型;28 ℃时捕食能力最强,对土耳其斯坦叶螨雌成螨、若螨和卵的攻击系数分别是0.6279、0.7203和0.7554,最大日捕食量分别为10.81头、28.49头和 40.82粒。在相同温度下,加州新小绥螨雌成螨寻找效应随着猎物密度的增加而降低;在相同密度下,寻找效应随温度的升高先增加后减小,在28 ℃时寻找效应最高,为0.535。加州新小绥螨的捕食作用存在较强的种内干扰作用（m=0.520）,随着捕食者密度的增大,平均捕食量逐渐减少,捕食作用率也相应降低。研究表明加州新小绥螨对土耳其斯坦叶螨具有很好的控制潜力。     

两株棒束孢菌的鉴定及其对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾的致病力

为明确分离自茶卷叶蛾和中华大刀螳僵虫的2株虫生真菌的归属及生防潜力,采用形态学特征和rDNA-ITS序列分析其分类地位,测定了其对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾幼虫的致病力,并初步筛选了其最适培养条件.结果表明:2株真菌均为环链棒束孢Isaria cateniannulata,分别命名为ICBS918和ICTL911.在1.0×10⁸孢子/mL浓度下,ICBS918和ICTL911对茶卷叶蛾幼虫的累计校正死亡率均达100%,LT₅₀分别为3.13 d和3.15 d;对茶小卷叶蛾幼虫的累计校正死亡率分别为100%和95%,LT₅₀分别为3.25 d和3.31 d.接菌后8 d,2菌株对茶卷叶蛾幼虫的LC₅₀分别为0.47×10⁵孢子/mL和1.01×10⁵孢子/mL;对茶小卷叶蛾幼虫的LC₅₀分别为2.20×10⁵孢子/mL和1.34×10⁵孢子/mL.2菌株23 ℃下最适生长培养基均为综合马铃薯培养基,最适产孢培养基均为蛋白胨马铃薯葡萄糖琼脂培养基;在萨氏培养基上,菌株ICBS918和ICTL911分别在24~30 ℃及24 ℃时生长速度最快,在27 ℃和21 ℃时产孢量最大.表明2株环链棒束孢对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾幼虫均具有较好的生防潜力,可作为生防菌进行开发和应用.     

Effects of Bacillus subtilis metabolites on larval Aedes aegypti L

The culture supernatant of a strain of Bacillus subtilis isolated from soil samples killed larvae of the mosquito Aedes aegypti. The metabolites produced by B. subtilis were characterized using high performance liquid chromatography (HPLC). Mortality rate was dose-dependent for all larval instars of A. aegypti. Log probit analysis (95% confidence level) revealed an LC₅₀ of 1.73 and an LC₉₀ 3.71 μg/ml. Molecular weights/masses of B. subtilis metabolites were confirmed using SDS–PAGE analysis. B. subtilis metabolites were confirmed using HPLC analysis. We demonstrate that secondary metabolites from B. subtilis have larvicidal activity against A. aegypti and may be suitable for the control of this and other mosquito vectors of human disease. The larvae to the metabolites, significant reduction in the activities of acetylcholinesterse, α-carboxylesterase, and acid phosphatases were recorded.     

四种熏蒸剂对辣椒疫霉和南方根结线虫的毒力

为明确不同熏蒸剂对土传病原菌辣椒疫霉Phytophthora capsici和南方根结线虫Meloidogyne incognita的毒力,采用密闭熏蒸法测定了4种土壤熏蒸剂氯化苦、棉隆、威百亩、1,3-二氯丙烯的毒力及1,3-二氯丙烯和氯化苦复配的联合毒力。结果表明:氯化苦、棉隆、威百亩、1,3-二氯丙烯对辣椒疫霉的EC₅₀分别为0.12、2.44、8.30、8.45 mg/L; 对南方根结线虫的EC₅₀ 分别为1.23、0.22、0.30、0.18 mg/L。1,3-二氯丙烯和氯化苦以2:1、1:1、1:2比例复配时对辣椒疫霉的EC₅₀ 分别为1.13、0.24、0.14 mg/L;对南方根结线虫的EC₅₀分别为0.19、0.32、0.61 mg/L。结合经济效益和多种病害兼治的原则,推荐使用1,3-二氯丙烯与氯化苦1:1配比,可兼治辣椒疫病和根结线虫病。     

芽胞杆菌CQBS03抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

为了探讨柑桔溃疡病生防菌芽胞杆菌Bacillus CQBS03菌株TasA基因的功能,采用PCR方法从CQBS03基因组DNA中扩增出编码TasA基因的全长DNA序列,并构建pEASY-E1/TasA原核表达载体,经大肠杆菌Escherichia coli表达获得TasA基因的融合表达蛋白,纸碟法检验融合蛋白对柑桔溃疡病菌Xanthomonas citri citri的抑制作用。结果显示,CQBS03菌株的TasA基因包含1个786 bp的完整开放阅读框（GenBank登录号为JQ309841）,编码261个氨基酸残基;该序列与来源于解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens的1个已知同源TasA基因序列FJ713580的相似性达99.75%。原核表达产物经SDS-PAGE分析,检测到约31 kD的融合蛋白;纯化后的融合蛋白对柑桔溃疡病菌有明显的抑制作用,72 h后抑菌圈直径达11.5 mm。研究表明TasA基因是生防菌芽胞杆菌CQBS03抑制柑桔溃疡病菌的功能基因之一,并且该基因对原核表达宿主没有抑制作用,具有较好的开发利用前景。     

渐狭蜡蚧菌Lecanicillium attenuatum产几丁质酶的活性及对南方根结线虫卵孵化的抑制作用

为探究卵寄生真菌产生的几丁质酶对南方根结线虫卵孵化的抑制作用,采用分离自黑龙江大豆孢囊线虫孢囊上的菌株CGMCC5328,利用NAG和pNP法测定其几丁质降解酶系和外切酶的活性,分析几丁质酶粗酶液对南方根结线虫卵的孵化抑制效果.结果表明,菌株CGMCC5328经形态学和ITS序列分析鉴定为渐狭蜡蚧菌Lecanicillium attenuatum;在几丁质酶诱导培养基中培养第4天时其分泌的几丁质降解酶系达酶活高峰,为16.90 U/mL;第6天外切酶达酶活高峰,为0.59 U/mL,之后酶活趋于稳定持续至第14天;几丁质酶分子量分别为79.6、65.6、54.1、42.1和32.9 kDa;其中培养第7天的几丁质酶粗酶原液对南方根结线虫卵孵化的抑制率为83.17%;第6天菌株CGMCC5328对卵的寄生率为85.10%.表明高效产几丁质酶的卵寄生真菌渐狭蜡蚧菌菌株CGMCC5328对南方根结线虫卵孵化具有明显的抑制效果.     

小菜蛾感染玫烟色棒束孢后的病征及组织病理变化

为了明确玫烟色棒束孢对小菜蛾的致病作用,分别以1×10⁵孢子/mL和1×10⁸孢子/mL浓度的玫烟色棒束孢菌株EBCL03011孢子悬浮液感染小菜蛾幼虫,观察了感病幼虫体表和体内器官组织的病变情况。结果显示,感病虫体颜色由局部浅褐色逐渐变为大面积深褐色,病虫出现缩短、强直等外部形态的变化。组织切片观察显示,接种后4 h,附着于体壁的分生孢子开始萌发入侵;16 h后,小菜蛾内表皮被分解,菌丝段进入血腔。与此同时,被幼虫取食进入消化道的分生孢子也增殖产生菌丝段,以菌丝段突破肠壁细胞,向附近的脂肪体入侵;随着玫烟色棒束孢继续在虫体内增殖,24 h后各组织器官遭到不同程度破坏;48 h后,感病幼虫死亡,虫尸体内的菌丝突破体表,在虫体外形成菌丝层。表明玫烟色棒束孢入侵小菜蛾有两条途径,第1条为体表途径,第2条为消化道途径。