嗜铁素在促进植物生长及病害防治等方面的应用

铁元素是大多生物体的必需元素之一,嗜铁素是一类对Fe3 有极强吸附性的小分子化合物的螯合因子,在促进植物生长及病害防治方面都起着重要的作用,并且与赤潮的发生有一定的关系。综述了嗜铁素在促进植物生长及病害防治方面的作用,在赤潮研究方面的应用,嗜铁素产生菌的筛选,并对嗜铁素的应用进行了展望。     

茄子黄萎病生防内生细菌Jaas ed1产生的抑菌物质特性初步分析

为充分挖掘利用茄子黄萎病生防内生枯草芽孢杆菌Jaas edl,对其产生的抑菌物质特性进行了初步研究.结果表明枯草芽孢杆菌Jaas ed1产生的挥发性物质对茄子黄萎病菌菌丝生长具有较强的抑制作用.另外,该菌株还具有产嗜铁素活性.对其抗生素生物合成基因进行PCR检测和序列分析,结果显示,枯草芽孢杆菌Jaas ed1内可检测到Bacillomycin D的部分合成基因bamD和bamC,Bacilysin bacD的部分合成基因bacAB(引物:BACAB-F1,BACAB-R1),序列与GenBank已登录的基因相似性分别高达98%、98%和99%.     

植物促生菌及其促生机理 (续)

3 植物促生菌的促生长机理 3.1 产生嗜铁素 铁是生命的基本物质.不论是动、植物还是微生物,均需含铁蛋白来参与呼吸等一系列生理活动.尽管地球表面矿物含铁丰富,但土壤中能够直接为植物和微生物利用的铁却不多.土壤中铁主要以三价铁(Fe3+)状态存在,在pH值为7.4时其溶解度为10-18mol/L,此浓度下的铁一般无法满足土壤微生物繁衍和植物生长发育的需要.然而,某些细菌和植物分泌一种专门结合铁的小分子蛋白(siderophores)可从土壤中收集铁,这种物质被称之为嗜铁素.铁一旦与嗜铁素相结合则形成可溶性铁-嗜铁素复合体,并可通过植物和微生物细胞膜的特殊通道进入生物体内.氧化铁在体内还原后被释放并参与生物代谢活动.产生嗜铁素被认为是植物促生菌最主要的直接和间接促进植物生长的有效途径之一.植物促生菌产生的嗜铁素一般都具有高度的铁亲合性和专一性,含有各种能鳌合铁的结构基团(如邻二苯酚结构、羧基结构和乙二胺结构等)来摄取土壤中的铁,这种嗜铁素具有极强的吸收铁的能力,可在铁有效性极低时收集土壤中微量的移动性铁,从而使土壤中可用的铁降低至更为缺乏的程度.     

芽孢杆菌在植病生防中的应用研究进展(英文)

自20世纪50年代以来,化学防治在植物病虫害防治中起着重要作用,但化学农药的长期不合理使用产生了诸多问题。自然界广泛存在着与植物病原微生物密切相关的拮抗微生物,从其代谢产物中寻找控制相关病原微生物的生物农药是新型农药研发的一个重要方向。芽孢杆菌(Bacillus spp.)因其能够产生耐热、耐旱、抗紫外线和有机溶剂的内生孢子,是理想的生防菌筛选对象,也是目前生防细菌中研究最多的一类。文中主要对芽孢杆菌的生防作用机制、存在问题及开发应用前景进行综述,以期进一步促进其在新型生物农药研发中的应用。     

嗜铁细菌C19对黄瓜种子发芽的影响及对芒果炭疽病生防效果初步评价

制备产嗜铁素细菌C19的培养液,并稀释成10倍,100倍,1000倍液浸种黄瓜种子,观察测算其发芽速率,结果表明100倍的菌夜处理后黄瓜种子发芽率最高,同时能较明显促进芽的生长.摩擦接种C19后喷雾芒果炭疽病孢子悬浮夜,保湿5天.结果显示C19处理过的芒果叶片发病率比未处理的芒果叶片少14%,病情指数也降低51.34.说明了嗜铁素细菌C19对芒果炭疽病有一定的生防作用.     

嗜铁假单胞杆菌C-12产嗜铁素的影响因素

为进一步开发利用假单胞菌C-12,试验采用光谱吸收法,对来自土壤中的1株假单胞菌C-12产生嗜铁素的条件进行研究.结果表明:在416 nm处有1个嗜铁素特异吸收峰,当铁离子浓度为1 μmol/L时,最适合其产嗜铁素.不同培养条件对嗜铁菌假单胞菌分泌嗜铁素有明显影响.适合C-12分泌嗜铁素的最佳条件为培养基为MSA培养基,最适培养温度为32℃,以脯氨酸为氮源、蔗糖为碳源,C/N为3∶1,pH6.0.     

产嗜铁素菌株HZ-2的鉴定及其产嗜铁素能力的检测

明确产嗜铁素菌株HZ-2的分类地位和其产嗜铁素的能力,能够为筛选有应用前景的有益菌提供依据。本研究用传统的形态学和生理生化方法,并结合脂肪酸分析法和16S rDNA序列分析法对菌株HZ-2进行了鉴定;采用CAS定性法和定量法对该菌株的产嗜铁素能力进行了系统的检测。由菌株HZ-2的表型特征与生理生化特性的分析结果发现,菌株和恶臭假单孢菌的相近度最高,依据MIDI操作手册,脂肪酸分析也可以把菌株HZ-2成功鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。此外,菌株HZ-2与Pseudomonas putida基因序列相似性最高,达到99%,由此可将其鉴定为Pseudomonas putida。菌株HZ-2在通用定性CAS平板检测中具有极快和极强的产圈特性,有明显的橙黄色的嗜铁素的螯合圈。CAS法定量检测结果表明,A/Ar值为0.049,该菌株产嗜铁素的能力属于极强的范围。本研究为以后发现和应用嗜铁素来防治土传、气传和采后真菌引起的植物病害提供理论和实用基础,并促进其后续工作的研究。     

磷、铁胁迫对棘孢木霉根际定殖的影响

磷和铁均为植物生长发育所必需的营养元素,但在土壤中大多以植物难以吸收利用的难溶或微溶性化合物形式存在.木霉菌(Trichoderma sp.)是植物根际有益真菌,在缺铁条件能够产生将不溶性铁转化为可溶性铁的嗜铁素,在促进植物生长、缓解生物及非生物胁迫等方面起着重要作用.但磷胁迫对嗜铁索的合成以及磷、铁胁迫对木霉菌在植物...     

芽孢杆菌抑制玉米茎腐病菌禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌的研究进展

玉米茎腐病是由一种或多种真菌、细菌单独或共同侵染引起玉米根腐、茎腐、鞘腐以及穗腐等症状的世界性顽疾,部分病原还能产生真菌毒素,严重影响玉米的产量和质量。芽孢杆菌(Bacillus spp.)是已知的最具潜力的生防菌之一,且在自然界中分布十分广泛。深入了解生防芽孢杆菌的抗菌活性物质及抑菌机制,对玉米茎腐病的绿色防控具有重大意义。本文重点阐述对玉米茎腐病具有生防作用的芽孢杆菌种类、防效、防控机制,及相关混合菌剂的应用现状。生防芽孢杆菌菌体悬液、发酵液和无菌发酵液对病原菌均具有一定的抑菌效果。其中,甲基营养型芽孢杆菌TA-1的发酵液防效最佳,且对玉米具有促生长作用;蜡样芽胞杆菌B25菌体悬液浸种后显著降低了鲜玉米粒中伏马菌素的含量;贝莱斯芽孢杆菌BV23对玉米多种病原均有抑制作用;在室内及大田中解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2发酵液均较菌体悬液和无菌发酵液的抑制效果好。多数芽孢杆菌产生的脂肽类抗菌物质能破坏细胞膜和细胞壁的完整性,导致禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌菌丝畸形、顶端囊泡化,细胞膜通透性增强,细胞质渗漏,从而抑制病原菌菌丝生长、孢子产生以及孢子萌发;此外,脂肽类活性物质还能使病原菌DNA二...     

杭州地区黄瓜猝倒病菌产嗜铁素拮抗菌的筛选与评价

从杭州地区各蔬菜种植地大量采集土样,采用平板稀释法从中分离纯化得到789个细菌分离物。室内平板对峙法获得对黄瓜猝倒病菌有明显拮抗作用的菌株21个,所占比例为2.67%,其抑菌圈直径为3.1￣16.4mm。再利用选择性培养基法从中筛选得到9株嗜铁素产生菌。最后对黄瓜猝倒病菌产嗜铁素拮抗菌进行评价,结果表明,各菌株产生嗜铁素的能力不同,定性与定量分析结果基本吻合;嗜铁素光吸收特性研究表明,pH直接影响嗜铁素光吸收,过酸过碱的条件光吸收峰偏向短波长,而中性条件下光吸收峰偏向长波长。pH8.3有3个吸收峰,分别在224.0nm,264.0nm和400.0nm附近,并且光吸收峰最大,说明pH8.3较适合试验菌产嗜铁素;嗜铁素产生菌对黄瓜生长的初步研究表明,其对黄瓜生长有3种作用即:促进、抑制和影响不大。     

柿树根际嗜铁细菌地衣芽孢杆菌CAS20的分离鉴定

采用CAS检测平板法,从柿树根际土壤中分离获得一株具有较强产嗜铁素能力的细菌菌株CAS20。根据菌株在LB固体培养基上的培养特征和生理生化特性,将其初步鉴定为芽孢杆菌(Bacillus);经16S rDNA序列分析,CAS20的16S rDNA基因序列(KY199559)与地衣芽孢杆菌(Bacillus.licheniformis)代表菌株ATCC14580的16S rDNA序列(NR_074923)具有99.93%的相似性,并且位于系统进化树的同一分枝。据此,将菌株CAS20鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。     

2株薏苡内生菌促生特性及其对种子萌发的影响

探究2株薏苡内生菌株(L21、R24)分泌嗜铁素、羧甲基纤维素酶和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的能力,并通过纸床发芽法评价这2株内生菌对薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子萌发和幼苗生长的促生作用。结果表明,2株薏苡内生菌都具有产生嗜铁素、羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力,其中,菌株R24合成嗜铁素的能力最强,其嗜铁素相对含量为95.80%;菌株L21产羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力最强,其羧甲基纤维素酶活性为0.61 U/mL,滤纸酶活性为1.43 U/mL,ACC脱氨酶活性为2.30μmol/(μg·h)。种子发芽试验结果显示,2株内生菌及其混合菌液都能提高薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子的发芽率及促进幼苗生长,尤其是在幼苗根系的生长方面影响较为显著;其中,编号为L21的菌株的促生效果最佳。本研究结果可以为稳定薏苡产量,减少化肥施用提供理论依据,为后续研制生物菌肥提供了优良的菌株资源。     

产酵母菌细胞壁溶解酶的两类嗜碱细菌

从吉林省白城地区碱性土壤中分离到能在HORIKOSHI碱性培养基中生长,并对死的或活的酵母细胞壁具有溶解作用的两类嗜碱细菌。经初步鉴定,一类属芽孢杆菌,另一类为无芽孢杆菌,两类菌在分类文献中均难见其分类位置,暂分别拟定为嗜碱芽孢秆菌和嗜碱黄杆菌。实验结果证明,此菌用于生产破壁用酶制剂,不比现有溶壁酶产生菌逊色,这类菌的发现,必将为选育微生物来源的溶壁酶生产菌种扩大来源.     

枯草芽孢杆菌对植物病害生物防治的作用机理

枯草芽孢杆菌是芽孢杆菌中具有应用潜力的菌种之一.近年来国内外对于芽孢杆菌应用方面的研究日益增多,枯草芽孢杆菌作为一种生防细菌越来越引起人们的关注.综述了枯草芽孢杆菌对植物病害生物防治的作用机理研究进展,阐述了枯草芽孢杆菌防控植物病害的作用机制,包括竞争作用、抗菌物质的产生及种类、拮抗作用、促进植物生长及诱导植物产生抗性...     

多黏类芽孢杆菌的生防机制研究进展

多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一种常见的植物根际促生细菌(PGPR),具有巨大的生物防治潜力，且在可持续农业中发挥的作用越来越重要。多黏类芽孢杆菌可以防治细菌、真菌、线虫和病毒，这是通过生产各种抗菌物质、生长必需物质的竞争以及通过引发植物的过敏防御反应来实现的。多黏类芽孢杆菌衍生的抗菌物质包括葡聚糖酶、几丁质酶、淀粉酶、纤维素酶、黏菌素、羊毛硫菌素、杀镰孢菌素、多肽菌素等，生长必需物质的竞争主要是铁载体，可通过诱导系统抗性(ISR)引发植物的过敏防御反应。因此，多黏类芽孢杆菌是生产生物农药的重要菌种，由多黏类芽孢杆菌及其衍生物制备的微生物农药以其良好的环境友好性、生物防治机制的多样性和对土壤病害的良好防治效果，成为植物病害防治的重要策略之一。探究多黏类芽孢杆菌的生防机制具有重要的理论和应用价值，并对近年来多黏类芽孢杆菌通过产生抗菌物质、竞争作用以及诱导植物抗病性等生防机制的研究进展进行综述。     

多粘类芽孢杆菌脂肽类抗生素合成与分泌机制研究进展

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一种常见的植物根际促生细菌,对植物具有直接或间接生防作用,已在控制农业病害、促进作物生长等方面广泛应用。其可抑制植物病原菌,主要通过产生多粘菌素、杀镰刀菌素等脂肽类抗生素发挥作用。关于多粘类芽孢杆菌的脂肽类抗生素合成和分泌等促生相关分子机制的研究具有重要理论和应用价值。本研究综述了多粘类芽孢杆菌的分子遗传操作体系,多粘菌素和杀镰刀菌素合成基因簇的鉴定、表达调控基因的分析和分泌机制,并从脂肽类抗生素合成和分泌机制角度展望其今后的研究趋势。     

生防芽孢杆菌的研究进展

利用芽孢杆菌防治植物病害是生物防治的一个重要内容。生防芽孢杆菌种类多,作用范围广,生防芽孢杆菌类微生物制剂能够有效控制植物病害,因此,生防芽孢杆菌在现代农业中有广阔的应用前景。本文就针对生防芽孢杆菌种类及其生防作用机制、国内外生防芽孢杆菌微生物制剂化研究现状及其在应用中存在的问题及对策分析展开简要论述。     

枯草芽孢杆菌B504菌株形态学及生理生化性状研究

目前,生防细菌中应用较多的主要有:芽孢杆菌、假单胞杆菌、土壤放射杆菌等。其中,芽孢杆菌因其能够产生耐热、耐旱、抗紫外线和有机溶剂的内生孢子,是研究较多的一类生防细菌,是理想的生防菌筛选对象。枯草芽孢杆菌因其抑菌谱广且对多种植物病害具较好防效而得到广泛关注和研究。本实验主要是利用传统方法对枯草芽孢杆菌B504的细胞形态、结构及生理生化特性进行鉴定。     

稻瘟病生防细菌的筛选及其防效测定

为筛选得到对稻瘟病有良好防效的拮抗细菌,为稻瘟病的生物防治提供更多的菌源.采用稀释涂布法从对节白蜡(Fraxinus hupehensis Chiu,Shang et Su)及其根际分离细菌,通过平板对峙、离体叶片试验和盆栽试验筛选稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)的拮抗菌株,测定其产胞外酶活性,并经16S rDNA序列分析对其进行鉴定.结果显示,从对节白蜡及其根际共分离得到193株细菌,经平板筛选得到7株对稻瘟病菌具有抑制作用的细菌,其抑制率为62.53％～75.47％,其中菌株YZU-S033和YZU-S061对稻瘟病菌的抑制率最高,在离体叶片试验中对稻瘟病的防效较强,分别为81.7％和69.4％.在盆栽试验中,菌株YZU-S033和YZU-S061的菌体悬浮液显著降低了稻瘟病的发病率,减轻了该病害的发病程度,其防效分别可达69.8％和64.0％,与对照药剂(枯草芽孢杆菌可湿性粉剂)的防效相当.这2株拮抗细菌均能产生蛋白酶和纤维素酶,其中YZU-S061还可分泌嗜铁素.经系统发育分析将菌株YZU-S033和YZU-S061均鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis).结果表明菌株YZU-S033和YZU-S061对稻瘟病均具有良好的生防潜力和应用前景.     

绿针假单胞菌YL-1高产荧光性嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)YL-1是一种对多种病原菌均有良好防治效果的生防菌株,前期研究结果表明,在室内缺铁培养基和自然环境中,绿针假单胞菌的主要抑菌物质是其分泌的荧光性嗜铁素(Pyoverdine,简称PVD).为提高其嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman试验设计、中心组合(CCD)试验设计和响应曲面法,优化YL-1菌株高产嗜铁素的发酵培养基成分和发酵条件,最终获得YL-1菌株高产嗜铁素的最佳培养基成分为1.52 g/L丁二酸、2.00 g/L丁二酸钠、0.88 g/L MgSO4·7H2O、0.50 g/L(NH4)2SO4、0.50 g/L蔗糖、3.49 g/L KH2PO4,5.44 g/L K2HPO4,最佳培养条件:温度为26℃,pH值为7.0,发酵时间为36 h,接种量为2％,转速为180 r/min,装液量为250 mL三角瓶装50 mL液体.摇瓶试验结果表明,优化培养基成分及培养条件后,菌株YL-1嗜铁素的产量提高43.18％,D405 nm/D600 nm值为2.36,优化效果明显.