生防芽胞杆菌脂肽抗生素研究进展

本文对生防芽胞杆菌脂肽抗生素的类群、特性,脂肽抗生素合成相关基因的基因工程研究以及脂肽抗生素的分离纯化、鉴定进行了概述。最后对该类抗生素的研究前景进行了展望。     

一株芽胞杆菌QD-10的鉴定及生防特性分析

从青岛黄海海域采集的海泥中分离得到了1株具有较高拮抗活性的菌株QD-10,通过培养性状、形态特征观察、生理生化特性测定及16S rDNA、ITS、gyrA和rpoB基因部分序列比对,将其鉴定为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。该菌株对本研究中选择的14种常见植物病原真菌和平菇褐斑病菌Pseudomonas tolaasii、大白菜黑腐病菌Xanthomonas campestris pv.campsetris 2种植物病原细菌均有不同程度的抑制作用,具有较宽的抑菌谱。该菌株能够产生嗜铁素、蛋白酶、纤维素酶和吲哚乙酸(IAA),表明其具备一定的生防相关性状。该菌株的不同浓度发酵液对番茄灰霉病的防效测定结果表明,在人工接种后第7 d和第11 d,菌株QD-10的发酵原液处理的防效均为100%,稀释5倍的发酵液防效分别为100%和41.7%,且二者均显著高于多抗霉素和多菌灵的防效。     

萎缩芽胞杆菌HMB22922发酵工艺及其制剂研制

萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus HMB22922是一株有效防治棉铃疫病的生防细菌。为降低该菌株的生产成本和提高其制剂的适用性,本研究完善了该菌株的发酵工艺并筛选出用于可湿性粉剂加工的适宜助剂。通过对11种规模化生产所用培养基进行筛选,确定2号培养基作为初始培养基;采用正交试验设计对其进行优化,结果表明,黄豆粉、酵母粉、玉米粉及碳酸钙是影响该菌株发酵活菌数的主效因素,最佳用量分别为13、3、30和3 g/L。进一步确定发酵液初始pH值为7.0、培养温度30℃为该菌株的适宜培养条件,发酵活菌数达到2.81×10⁹ cfu/mL。分别以润湿时间和悬浮率为指标,筛选该菌株可湿性粉剂所需助剂,结果表明,采用粉状885增效助剂B型和SP-2836作为润湿剂和分散剂,其可湿性粉剂润湿分散性能最优,并确定2.00×10⁹ cfu/g萎缩芽胞杆菌HMB22922可湿性粉剂配方。该制剂防治棉铃疫病的室内评价结果表明,人工接种棉铃疫病病原菌7 d后,该制剂能显著降低棉铃疫病的病情指数,防效达52.16%。     

莫海威芽胞杆菌D50产抗菌脂肽培养基优化

莫海威芽胞杆菌B. mojavensis D50是一株对多种植物病原真菌具有拮抗作用的生防菌株,前期研究表明脂肽类化合物是其产生的主要抑菌物质。本研究采用抑菌圈法测定了菌株D50抗菌脂肽的稳定性,发现其脂肽粗提液在高温、非强酸强碱、紫外辐射的环境下都具有较高的稳定性。通过Plackett-Burman和Box-Behnken试验,测定了不同培养基成分对脂肽产量的影响,并对菌株D50产抗菌脂肽培养基进行了优化。结果表明,硫酸镁、葡萄糖、酵母浸粉是影响脂肽产量的关键性因素。优化后的培养基成分为葡萄糖15.45 g/L、牛肉膏3.00 g/L、酵母浸粉5.99 g/L、硫酸锰0.30 g/L、氯化钙0.30 g/L、硫酸铵2.00 g/L、硫酸镁0.16 g/L、磷酸二氢钾1.50 g/L和磷酸氢二钠2.00 g/L。培养基优化后,脂肽产量可达1.74 g/L,比优化前提高了167.70%。本研究明确了莫海威芽胞杆菌D50产生的抗菌脂肽对环境因子具有较高的稳定性,并获得了利于抗菌脂肽产生的培养基组分,为D50抗菌脂肽的大规模生产奠定了基础。     

内生解淀粉芽胞杆菌BEB33脂肽类化合物分析及对香蕉枯萎病菌拮抗作用研究

为解析内生解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens BEB33的生防机理,检测了该菌株脂肽类化合物合成相关基因,利用基质协助激光解吸附离子化-飞行时间质谱分析了该菌株脂肽类化合物的种类,评价了脂肽类粗提物对香蕉枯萎病菌（FOC4）形态、镰刀菌酸合成的影响,以及粗提物对香蕉枯萎病的生防潜力分析。结果显示,BEB33基因组中编码有surfactin、fengycin、iturin和bacillomycin D 4种脂肽类物质合成酶基因。使用M9培养基发酵能产生surfactin、fengycin和bacillomycin D 3种脂肽类物质;脂肽类粗提物可导致香蕉枯萎病菌菌丝细胞膨大,细胞膜穿孔,镰刀菌酸产量降低70%;并发现脂肽类粗提物对香蕉枯萎病具有明显的防治效果。在不同处理中,枯萎病发病率分别降低47.67%、23.22%和36.56%,病情指数分别降低38.09、28.56和35.87。本文所获研究结果为进一步利用该菌株进行香蕉枯萎病生防制剂的研发提供理论基础。     

两株贝莱斯芽胞杆菌鉴定及其对薄壳山核桃黑斑病病原菌的拮抗效果

黑斑病为薄壳山核桃重要真菌性病害,为了实现薄壳山核桃黑斑病绿色防控,本研究旨在筛选优良的内生拮抗菌株,为黑斑病的生物防控提供生防资源。通过形态鉴定、生理生化特征测定和16S r DNA与Gyr A基因分析,对薄壳山核桃内生拮抗菌进行鉴定;采用平板对峙法测定内生拮抗菌对黑斑病病原真菌（5属21种26株）菌丝生长的抑制能力,分离筛选到2株高效拮抗菌ZJJDZY和ZJJDYB,鉴定为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。平板对峙法测定结果表明,2株拮抗菌均对12种12株炭疽菌Colletotrichum spp.、1种4株葡萄座腔菌Botryosphaeriadothidea、2种2株链格孢菌Alternariaspp.、4种7株新拟盘多毛孢Neopestalotiopsisspp.和1种1株拟茎点霉菌Phomopsissp.均具有拮抗效果。其中,对C.henanense PCZJJD18、C. sojae PCAHFY5、N. mesopotamica PCSCLZ2、A. alternata PCAHFY6、Phomopsis PCZJJD14sp.的抑制率为最高,抑制率...     

南方红豆杉根腐病病原及其拮抗芽胞杆菌的鉴定

经形态学特征观察、致病性测定及rDNA-ITS序列分析,首次确定红豆杉根腐病病原为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。采用平板对峙培养法从健康植株根际土壤中筛选得到3株对尖孢镰刀菌具有明显拮抗作用的芽胞杆菌YB6、YB15、YB37。经形态学、生理生化及16SrDNA同源性分析,并通过构建16SrDNA系统发育树,将YB6、YB15和YB37分别鉴定为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、解淀粉芽胞杆菌(B.amyloliquefaciens)和多黏类芽胞杆菌(Paenibacillu polymyxa),其中多黏类芽胞杆菌拮抗效果最好,具有进一步研究开发的潜力。本研究通过对南方红豆杉根腐病病原鉴定及其拮抗芽胞杆菌的筛选,对该病的防治提供了理论依据。     

贝莱斯芽胞杆菌NSZ-YBGJ001的鉴定及其生物学特性

为明确分离自海南省三亚市陵水县土壤中的菌株NSZ-YBGJ001的分类地位和生物学特性,利用形态特征观察、生理生化特性测定、16S rRNA和gyrB基因序列比对及系统进化分析对其进行分类鉴定,测定并绘制其生长曲线,对该菌株在不同pH、NaCl浓度和温度下的生长繁殖进行研究,评价其抗逆性。结果表明:结合菌株NSZ-YBGJ001的形态特征、生理生化特性以及16S rRNA和gyrB基因序列分析,将该菌株鉴定为贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis。菌株NSZ-YBGJ001生长较快,繁殖量大,接种后4 h即进入对数生长期,16～24 h为稳定生长期,24 h时菌液浓度最高,达到1.89×10~9CFU/mL,然后进入衰退期,一直到44 h菌液浓度维持在1.79×10~8CFU/mL左右。该菌在pH 5～9、2%～10%NaCl和20～45℃条件下均可以正常生长;在pH低于4或高于10、NaCl浓度高于15%、温度超过50℃的条件下菌株NSZ-YBGJ001生长受到严重抑制,菌液浓度随生长条件极端化而显著降低;当pH超过13,NaCl浓度超过20%时菌株死亡。     

苏云金芽胞杆菌一新菌株的鉴定及其杀虫活性

为分离并鉴定对亚洲玉米螟具有高毒力的苏云金芽胞杆菌菌种,通过棋盘式采集法从吉林省农业科学院试验田土壤中分离获得野生菌株,进行了形态、生化特性、伴孢晶体观察及基因型鉴定,并测定了其对3种鳞翅目害虫的室内生物活性。结果显示:该菌株在LB培养基上为圆形、暗白色菌落,边缘不整齐,革兰氏染色阳性,产生的伴孢晶体形状多为不规则形。16S r DNA序列与苏云金芽胞杆菌属的NBRC 13865同源性达99%;该菌株为cry2+cry9复合基因型,编码氨基酸序列与Cry2Ab和Cry9Ea蛋白同源性分别为94%和99%,鉴定为苏云金芽胞杆菌,命名为JN001。该菌株对亚洲玉米螟具有较高毒性,以1.0×109个/m L菌体浓度接种3龄幼虫72 h后,其校正死亡率为95.06%,致死中浓度(LC50)为4.12×103个/m L菌体,而对斜纹夜蛾和粘虫毒性较弱,接种72 h后校正死亡率分别为12.88%和7.34%。表明该菌株是1株对亚洲玉米螟具有较强毒力的苏云金芽胞杆菌新菌株,具有较好的开发利用潜力。     

贝莱斯芽胞杆菌ZZBV-3的鉴定及其对草莓根腐病的防效

为获得草莓根腐病原菌尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum的优良拮抗菌,以草莓种植基地的土壤为拮抗菌来源,通过室内测定不同菌株的抑菌活性,筛选抑菌率最高的菌株,在此基础上对所筛菌株进行分类鉴定,并评价其抑菌谱和防效.结果表明,从土壤中分离获得39株拮抗菌,筛选出3株对尖孢镰刀菌具有明显抑制作用的菌株.其中,菌株...     

苏云金芽胞杆菌分离过程中无晶体芽胞杆菌的分析

本研究选择了在苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)分离过程中发现的与Bt芽胞相似、没有伴胞晶体的8株芽胞杆菌,对其种属、质粒等生物学特性和杀虫活性进行了初步研究.对分离菌株所产芽胞进行形态观察及质粒图谱分析,发现其与Bt相似;但肽指纹图谱分析和16S rDNA聚类研究表明所分离菌株与蜡样芽胞杆菌B.cereus(Bc)匹配最高;杀虫活性测定表明这8株菌对猿叶甲Colaphellus bowringi幼虫均无毒杀作用,而15-3、W23-1和W25-3 3个菌株及其培养上清液对小菜蛾Plutella xylostella幼虫有一定的杀虫活性,说明它们能产生活性物质.这些结果说明在Bt菌株的分离过程中要对无晶体菌株加以重视,其含有的活性物质具有潜在的研究和利用价值.     

北京植物园苏云金芽胞杆菌菌株的分离鉴定

[目的]从北京植物园采集的土壤样品中分离高毒力的苏云金芽胞杆菌.[方法]采用温度法筛选Bt菌株,比对大质粒DNA图谱,区分不同类型的Bt菌株,PCR-RFLP方法对cry1～cry40类基因型进行鉴定,SDS-PAGE分析杀虫晶体蛋白,测定Bt分离株对大猿叶甲、小菜蛾幼虫的杀虫活性,筛选出高毒力的菌株.[结果]从149份土壤样品中分离出147株Bt,分为12种类型,含有菱形、方形、球形和不规则等晶体类型;6株菌中分别含有fry1Aa、cry1Ab、cry1Ac、cy1Ah、cry1Ba、cry1Be、cry1Ia、cry1La、cry2Ab和cry7Aa等基因类型,其余6株中不含有已知基因.有9株表达约130 ku蛋白,1株表达约70 ku蛋白,2株表达约150 ku蛋白,有3株既表达130 ku蛋白又表达60 ku蛋白;发现一株对大猿叶甲具有较高毒力的菌株ZWY-7,1株对小菜蛾有高毒力的菌株ZWY-9,2株菌都没有检测到已知基因型.[结论]北京植物园中Bt分布广泛,类型多样,其中发现两株高毒力的菌株,有望获得新的杀虫基因.     

不同碳氮源对枯草芽胞杆菌BAB-1产抗菌脂肽的影响

枯草芽胞杆菌BAB-1是一株对设施蔬菜气传病害具有较好防治效果的生防菌,前期研究表明脂肽类抗生素是其产生的主要抑菌物质之一.为提高菌株BAB-1脂肽类抗菌物质的产量,本研究通过快速蛋白液相层析(Fast protein liquid chromatography,FPLC)分析了5种碳源及5种氮源对菌株BAB-1脂肽类...     

对大丽轮枝菌具有拮抗作用的萎缩芽胞杆菌的分离和鉴定

旨在从新疆棉花主产区的土壤中分离对重要植物病原菌大丽轮枝菌的拮抗菌,鉴定其种类,并探讨其应用前景。采用平板对峙培养法对抗性菌株、发酵滤液进行初步筛选,并对其发酵滤液热稳定性进行测试,采用16S rDNA和gyrB基因序列分析的方法确定该菌的分类地位。共分离出61株对大丽轮枝菌拮抗菌,其中59号菌株拮抗活性强,产色素,其发酵滤液经100 ℃加热5 min后,仍然具有抑菌活性,抑菌圈直径为15.8 mm,盆栽试验结果表明该菌对大丽轮枝菌具有良好的拮抗作用,并能促进棉苗生长。经过16S rDNA和gyrB基因相结合构建的系统发育树分析,结果显示59号等9株菌株为萎缩芽胞杆菌（Bacillus atrophaeus）。这是萎缩芽胞杆菌对大丽轮枝菌有拮抗作用的首次报道。     

萎缩芽胞杆菌MQ19ST15鉴定及对甘蓝枯萎病的盆栽防效

为筛选用于甘蓝枯萎病的生防菌并明确其对病原菌的抑菌活性和盆栽防治效果,对从荒漠沙土中分离、筛选的细菌菌株MQ19ST15进行了对峙培养、抑菌活性物质测定、盆栽防效测定和种类鉴定。结果表明,菌株MQ19ST15能够显著抑制病原菌的菌丝生长,使菌丝出现膨大、变形扭曲及分支增多等畸变,抑菌率达54.95%。抑菌活性物质检测显示,该菌株能产生淀粉酶、蛋白酶、果胶酶及β-1,3-葡聚糖酶;抗菌脂肽物质合成相关基因扩增显示其基因组DNA中具有surfactin、iturin、fengycin和bacillomycin 4种抗菌脂肽物质的合成调控基因。盆栽试验结果显示,该菌株对甘蓝枯萎病的防控效果为53.03%。通过菌落形态、16S rRNA基因和gyrB基因序列分析将其鉴定为萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus。     

油菜菌核病生防芽孢杆菌的分离鉴定及其脂肽化合物分析

采用平板拮抗筛选,分别从西藏日喀则地区和拉萨地区杂草根围土壤中筛选到2个对油菜菌核病菌有显著拮抗活性的芽孢杆菌菌株RJGP16和YBWC43。通过生理生化鉴定、16S rDNA序列分析和BOX-PCR指纹图谱分析,鉴定菌株RJGP16为萎缩芽孢杆菌Bacillus atrophaeus, 菌株YBWC43为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens。离体叶片试验结果显示,菌株RJGP16和YBWC43对油菜菌核病菌防治效果分别为50.24%和100.00%。脂肽化合物种类分析显示,菌株RJGP16产生脂肽化合物表面活性素和芬枯草菌素,菌株YBWC43产生杆菌霉素D和芬枯草菌素。表明菌株RJGP16和YBWC43对油菜菌核病的防治效果与其产生的脂肽化合物有关。     

解淀粉芽胞杆菌MH71的生防活性及脂肽类抗生素基因检测

从漠河多年永冻土层采集的冻土样品中分离的拮抗菌解淀粉芽胞杆菌MH71,对多种植物病原真菌和细菌具有较强的拮抗作用。本文对该菌株的生防活性相关特性及其对番茄灰霉病的离体防效进行了研究,同时,应用特异性引物对MH71中脂肽类抗生素合成有关基因进行检测。结果表明,该拮抗菌产生嗜铁素、蛋白酶、纤维素酶和吲哚-3-乙酸(IAA),不产生磷酸酯酶和几丁质酶;番茄离体叶片第5天调查结果表明该菌发酵液对番茄灰霉病的防效为92.8%,而在番茄果实上第7天和第11天调查的结果表明,与清水对照对比,发酵原液、发酵液5倍稀释液与50%啶酰菌胺1 000倍液化学农药对番茄灰霉病均有良好的防治效果,防效均为100%;从该菌的基因组DNA中扩增得到了fenB、mycB、ituA、sfp等脂肽类抗生素合成酶基因。此研究结果为该拮抗菌生防潜力的深入评价及活性物质的分离、鉴定和番茄灰霉病的生物防治提供了重要的参考资料。     

植物内生枯草芽孢杆菌E1R-j脂肽类化合物的分离鉴定及抑菌作用

植物内生枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis菌株E1R-j分离自小麦根部。以小麦全蚀病菌作为靶标菌,采用酸沉淀、快速蛋白液相色谱(FPLC)和基质辅助激光解吸附飞行时间质谱(MALDITOF/TOF-M S)技术,对该菌发酵液中的抗真菌活性物质进行分离鉴定和抑菌活性研究。结果表明:菌株E1R-j产生的抗菌活性物质由P1、P2、P3和P4 4类组分组成,其中P3起主要抑菌作用。M ALDI-TOF/TOF-M S分析结果显示,P3为fengycins。经试验发现,P3对温度稳定,121℃下放置30 min仍可保持抑菌活性。电子显微境观察发现,P3对小麦全蚀病菌菌丝生长有强烈的抑制作用,同时还可造成菌丝细胞畸形、细胞壁溃解、细胞质外渗等。     

贝莱斯芽胞杆菌YL2021高产嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种植物病原菌具有良好防治效果的生防菌,其基因组中含有完整的儿茶酚型嗜铁素合成基因簇,在缺铁条件下能产生具有抑菌作用的嗜铁素。为了提高贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman(PB)试验、中心组合试验(central composite design,CCD)和响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析,优化菌株YL2021高产嗜铁素的发酵培养基成分和培养条件。结果表明,菌株YL2021高产嗜铁素的最优培养基配方：葡萄糖19.43 g/L、NH₄Cl 1.93 g/L、KH₂PO₄ 9.02 g/L、谷氨酸钠6.00 g/L、Mg SO₄ 1.75 g/L和Ca Cl₂0.08 g/L;最优培养条件为：温度30℃、初始p H值7.0、接种量5%、培养时间36.5 h、转速200 r/min和装液量75 m L(25...     

抗烟草青枯病菌的芽胞杆菌筛选和鉴定

烟草青枯病是由青枯劳尔氏菌Ralatonia so-lanacearum引起的一种土传病害。此病是热带、亚热带地区烟草的主要病害之一,在我国长江流域及其以南烟区普遍发生,其中以广东、福建、湖南、四川及贵州烟区危害较重。烟草青枯病自发现以来,引起了国内外学者的广泛关注。目前,在生产中主要采用化学农药防治,