螺旋毛壳ND35抗生素的产生及其在病害生物防治中的作用

内生菌螺旋毛壳Chaetomium spirale ND35是一株广谱拮抗性生防因子。为了阐明菌株ND35抗生素在植物病害生物防治中的作用机制,系统研究了抗生素的产生、提取纯化及其在离体和温室条件下的抑菌防病作用。菌株ND35的发酵液经乙酸乙酯萃取,浓缩得黄褐色抗生素粗提液。平皿抑菌试验表明,抗生素粗提液对20余种植物病原真菌有抑制作用,浓度为400μg/mL时对病菌菌丝生长的抑制率范围从14．4%到72．6%。浓度为500μg/mL和1000μg/mL的抗生素粗提液对新月弯孢分生孢子萌发的抑制率分别是54．2%和75．9%。发酵时间也影响抗生素的产量,马铃著葡萄糖液体培养基中发酵15天时,抗生素产量最高。经薄层层析和高效液相色谱检测,证明有两个活性组分。温室试验表明,该抗生素粗提液稀释50倍液对玉米弯孢叶斑病的防治效果可达85．5%,稀释250倍液防治效果达63。3%。试验结果表明,抗生素是菌株ND35重要的生防决定因子之一,抗生素粗提液也展示了对玉米弯孢叶斑病具有较好的生防潜能。     

内生菌螺旋毛壳抗生素和水解酶的协同抗真菌作用

 生防因子螺旋毛壳(Chaetomium spirale) ND35生长于含立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)菌丝细胞壁制备物的SM培养基中,从培养滤液提取的粗酶液强烈抑制Valsa sordida、Valsa mali、Glomerella cingulata和Curvulavia lunata病原真菌的菌丝生长和孢子萌发。经DNS法检测,粗酶液同时具有β-1,3-葡聚糖酶(包括内切和外切酶)和几丁质酶活性,分别为0.19 U.mg-1和0.09 U.mg-1。生长于3%玉米粉浸渍液的螺旋毛壳ND35的培养滤液也能抑制上述病原菌的菌丝生长和孢子萌发。离体条件下检测了ND35产生的一纯化的具有分子量为73 kD的内切β-1,3-葡聚糖酶(GLUC73)和一纯化的抗生素对苹果炭疽病菌的分生孢子萌发和芽管延长的抑制效果。当内切β-1,3-葡聚糖酶使用浓度为180 μg·mL^-1时,抑制了测试真菌的孢子萌发,造成细胞壁的改变,导致了菌丝顶端的破裂;抗生素的有效抑菌中浓度ED₅₀为1.75 μg·mL^-1。单独应用时,1.0 μg·mL^-1的抗生素或40 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶没有或仅有很低的抑菌效果;两者组合导致孢子萌发约78%受抑制。甚至10 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶也使1.5 μg·mL^-1抗生素的抑菌作用从低于25%增加到超过50%的抑菌效果。此外,80 μg·mL^-1的内切β-1,3-葡聚糖酶使1.0 μg·mL^-1抗生素的抑菌活性从0%提高到90%。抗生素和β-1,3-葡聚糖酶的协同抗菌活性可能在内生菌螺旋毛壳的植病生防中起重要作用。     

球毛壳ND35菌株在宿主植物上的侵染定殖

为了解球毛壳Chaetomium globosum ND35菌株在宿主植物上的侵染定殖方式和途径,以毛白杨组培苗为宿主植物,借助光学显微镜、扫描电镜、透射电镜,结合免疫荧光标记技术,研究了球毛壳ND35菌株子囊孢子萌发后在毛白杨上的侵染行为及其菌丝在组培苗根部的定殖。结果显示,子囊孢子萌发后形成的菌丝,能从杨树苗根、茎部表面细胞间的缝隙侵入或在根表面形成附着胞,进而形成侵染钉直接从表皮细胞侵入,在叶部主要从气孔侵入叶片内部。侵入根部的菌丝主要定殖于表皮细胞、外皮层细胞和细胞间隙,未进入内皮层和维管束组织。     

贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis YB15β-葡聚糖酶的抑菌作用与基因克隆

本文在对峙法验证贝莱斯芽孢杆菌B. velezensis YB15具抑菌作用的基础上,用透明圈法、DNS法研究其产β-葡聚糖酶特性,利用对峙法验证该酶抑菌作用,通过PCR法获得目的基因,分析克隆序列并预测其蛋白质结构与功能。结果表明,该菌株对多种病原真菌有拮抗作用,杨树紫纹羽病菌拮抗带达11.0 mm,该菌提取的葡聚糖酶粗酶液对杨树紫纹羽病菌抑菌带为10.6 mm,说明葡聚糖酶在菌株YB15抑菌中有重要作用。不同接种方法影响菌株YB15葡聚糖酶水解透明圈形成,点种法水解圈与菌落直径之比在72 h可达14.1,效果最好。克隆所得菌株YB15葡聚糖酶基因命名为Bglu1,该基因序列长732 bp,编码243个氨基酸,此酶蛋白氨基酸序列与解淀粉芽孢杆菌TB2β-1,3-1,4-葡聚糖酶同源性较高,属糖基水解酶16家族,N端疏水区存在信号肽并具跨膜区域,推测其为分泌蛋白。     

β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性与大豆对疫霉根腐病抗性的关系

 为了明确β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶与大豆抗疫霉根腐病的关系,测定了不同抗性大豆品种接种大豆疫霉菌后β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的变化情况和2种酶对大豆疫霉菌的抑制作用。结果表明,大豆疫霉菌能诱导大豆β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性增强,但2种酶在积累速度和幅度上,抗病品种和感病品种有显著的差异。与感病品种"857-1"相比,抗病品种"垦农4号"2种酶活性不仅升高的速度快、幅度大,且高活性维持的时间长。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合液对大豆疫霉菌的菌丝生长、孢子囊形成和孢子萌发的抑制作用明显,其次是β-1,3-葡聚糖酶,而几丁质酶对大豆疫霉菌的抑制作用不明显。表明大豆对大豆疫霉根腐病的抗性与β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性呈正相关关系。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合对大豆疫霉菌的抑制具有协同增效作用。     

小麦与白粉病菌互作中β-1,3-葡聚糖的细胞定位

 利用免疫胶体金方法对小麦与白粉病菌互作过程中β-1,3-葡聚糖酶底物,即β-1,3-葡聚糖的合成与分布情况进行了研究。结果发现,白粉病菌的所有器官包括分生孢子、附着胞、入侵栓、吸器和菌丝中均未发现β-1,3-葡聚糖存在;相反,β-1,3-葡聚糖是小麦各种细胞壁的正常组分,在气孔保卫细胞、纤维细胞、导管分子等的细胞壁中含量非常丰富。病原菌的侵染导致植物细胞中β-1,3-葡聚糖的合成增加,但在乳突结构中不含β-1,3-葡聚糖。以上结果说明,往小麦中导入外源β-1,3-葡聚糖酶基因并高效表达,不会对病原菌结构产生直接的破坏和抑制作用;相反,有时可能会影响到某些植物细胞的正常发育。     

禾谷镰孢菌β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2异源表达体系的建立

本研究旨在利用草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda昆虫细胞Sf9-杆状病毒表达系统筛选禾谷镰孢菌Fusarium graminearum β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2在昆虫细胞中的异源表达载体和分离纯化所用的去污剂,为后续研究该蛋白与药剂的结合模型提供基础。通过对杆状病毒表达质粒pFastBac进行设计和改造、利用同源重组的方法构建质粒、使用昆虫细胞表达系统对重组蛋白进行异源表达、筛选适合提取目的蛋白的去污剂等方法,得到适合禾谷镰孢菌β-1,3-葡聚糖合成酶催化亚基GLS2异源表达的载体和分离目的蛋白的方法。结果表明,载体pFastBac-GP67-8×His-GFP-TEV-FgGLS2、pFastBac-HA-8×His-GFP-TEV-FgGLS2、pFastBacGP67-6×His-2×Strep-TEV-FgGLS2和pFastBac-FgRHO-TEV-8×His均可在草地贪夜蛾昆虫细胞Sf9表达系统中进行表达,其中：GP67-8×His-GFP-TEV-FgGLS2融合蛋白可以用去污剂十二烷基二甲胺氧化胺(dodecyldimethylami...     

爪哇根结线虫-β1,4-内切葡聚糖酶基因cDNA全长克隆和序列分析

 以爪哇根结线虫为材料,根据同源序列法分别进行3'末端和5'末端的RACE,获得-β1,4-内切葡聚糖酶基因cDNA全长。此cDNA全长序列为1 675 bp,包括1 521 bp的完整ORF,编码一含506 aa的多肽。该基因命名为Mj-eng3-,其推导蛋白的编码氨基酸与南方根结线虫的-β1,4-内切葡聚糖酶基因MI-ENG-1、MI-ENG-3和MI-ENG-4的同源性为95.3%、95.8%和85.3%,与另外5个植物寄生线虫β-1,4-内切葡聚糖酶基因推导蛋白PP-ENG-1、GR-ENG-1、GT-ENG-1、HG-ENG-1、HS-ENG-1编码氨基酸的同源性分别为51.2%、43.7%、43.7%、46.8%和45.3%。     

补骨脂提取物对黄瓜体内防御酶系的影响

补骨脂粗提物处理两叶一心生长期的黄瓜幼苗,研究其诱导黄瓜抗病性的生理生化机制。补骨脂提取物在40和400mg/L浓度下,黄瓜体内过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等一些防御酶活性均在处理后7～9d达最高;几丁质酶活性在处理后2、3d时达到高峰,分别是对照的1.64、1.5倍,然后逐渐下降,分别在7、9d基本回到对照水平;β-1,3-葡聚糖酶活性在处理后2、5d达到最大值,酶活性是对照的2.02、1.34倍,然后迅速下降,处理后分别在5、9d基本回到对照水平。从所测定的几种酶活性变化时间来看,补骨脂提取物处理黄瓜幼苗后,首先使黄瓜体内的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等病程相关蛋白活性升高,然后在两者的作用下,诱导了黄瓜体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等一些防御酶活性的提高。     

通过染色体整合β-1,4-葡聚糖酶基因glu14提高绿色木霉对小麦纹枯病的防治效果

 绿色木霉LTR-2是生物防治菌株。利用来自巨大芽胞杆菌Ap25的β-1,4-葡聚糖酶基因glu14构建木霉表达载体pSilent/glu14,利用限制性内切酶介导法(REMI)转化绿色木霉LTR-2。PCR扩增及Southern杂交证实目的基因已插入木霉转化子的染色体DNA上。转化子的β-1,4-葡聚糖酶水解活性,对小麦纹枯病菌的平板抑制作用及温室防治效果较原始菌株LTR-2明显提高(P<0.01),其中转化子L-10的效果最好,平板抑制率比LTR-2提高了27.0%,温室防治效果比LTR-2提高了26.7%。本试验表明,利用REMI技术,将β-1,4-葡聚糖酶基因重组到木霉染色体DNA上,是获得高效木霉工程菌株的有效手段。     

可可毛色二孢β-1,4-葡聚糖内切酶LtEg1信号肽的鉴定及其酶活性分析

为明确可可毛色二孢β-1,4-葡聚糖内切酶LtEg1是否能够分泌至胞外及其活性,采用酵母互补试验分析了内切酶LtEg1的信号肽活性,利用3,5-二硝基水杨酸法检测了内切酶LtEg1活性,通过实时荧光定量PCR测定了LtEg1基因在不同侵染阶段的表达量。内切酶LtEg1的信号肽和酵母蔗糖酶的融合表达能够引起酵母蔗糖酶的外泌,使得酵母转化子能够在以棉子糖为唯一碳源的培养基上生长。内切酶LtEg1能够以羧甲基纤维素钠为底物,发挥其酶活功能。与营养菌丝阶段相比,LtEg1基因在病原菌侵染阶段的表达水平显著升高;且在接种后48 h,LtEg1基因的表达量达到高峰,约为营养菌丝阶段的12倍,表明内切酶LtEg1作为重要的外泌蛋白酶,在可可毛色二孢侵染致病过程发挥了重要作用。