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。     

多粘类芽孢杆菌抗菌物质和防病机制之研究进展

 多粘类芽孢杆菌是一种具有防病和促生作用的生防菌，在植物病害防治方面具有很大的应用潜力。笔者对多粘类芽孢杆菌所产生的抗菌物质及其对病害生防机制的研究进展进行了综述，并对多粘类芽孢杆菌在农业中的应用前景进行了展望。     

碳源对多粘类芽孢杆菌生长和多粘菌素E合成的影响

为探究提高多粘菌素E产量的方法,在发酵培养基中分别添加葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖和可溶性淀粉,应用平板菌落计数和HPLC法研究了其对多粘类芽孢杆菌生长和多粘菌素E产量的影响。结果表明,5种碳源对多粘类芽孢杆菌的生长和多粘菌素E产量的影响不同,可溶性淀粉是菌体生长的最适碳源,且多粘菌素E产量依次为可溶性淀粉>乳糖>蔗糖>麦芽糖>葡萄糖。可溶性淀粉有助于延长多粘菌素E的产素期和提高其合成速率,与葡萄糖作碳源相比,多粘菌素E的产量和合成速率分别提高了111%和60%。因此,可溶性淀粉是多粘菌素E合成的最适碳源。     

芽孢杆菌脂肽类抗生素的研究进展

脂肽类抗生素是芽孢杆菌产生的一类天然农用抗生素,具有广谱、高效、安全无毒、不易产生耐药性等优点,在芽孢杆菌生物防治方面发挥着重要作用。综述了目前国内外对脂肽类抗生素研究所取得的重要进展,包括脂肽类抗生素的种类和特性、快速分离鉴定、纯品制备、基因改造和发酵工艺优化等,并对脂肽类抗生素的研究前景进行了展望。     

解淀粉芽孢杆菌在农业领域的研究与应用

解淀粉芽孢杆菌是一种作物根际促生菌。该菌可以通过产生3-吲哚乙酸以及其他代谢产物促进农作物生长,其合成的脂肽类化合物、聚酮类化合物、细菌素能够对土壤中的致病菌产生拮抗作用,抑制病原菌的生长或繁殖,从而达到防治病害的作用。解淀粉芽孢杆菌能够调控植物自身基因表达从而增强对非生物胁迫的抗性,对调整土壤真菌群落结构进行调整,降低镰刀菌属等致病菌的丰度,提升子囊菌门、接合菌门和担子菌门等腐生菌的丰度,极大改善了土壤的微生态环境。文章对解淀粉芽孢杆菌几年的具体研究进展进行总结。     

芽孢杆菌的抑菌活性与其产脂肽类抗生素的相关性

【目的】明确55株芽孢杆菌（Bacillus spp.）菌株对3个植物病原真菌（小麦纹枯病菌Rhizoctonia cerealis、小麦赤霉病菌Fusarium graminearum、西瓜枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. niveum）抑菌活性及与其产生的脂肽类抗生素种类的定性定量关系。【方法】采用平板对峙培养分别测定55株芽孢杆菌活体菌及其脂肽类抗生素粗提物对3个真菌的抑菌活性;根据脂肽类抗生素合成相关基因序列srfA、ituA和fenA对55株芽孢杆菌进行PCR扩增;采用质谱及液相色谱分析55株芽孢杆菌脂肽类抗生素的种类、数量。【结果】55株芽孢杆菌菌株及其脂肽类抗生素粗提物对3个病原真菌均具有一定的抑菌活性,其中16.5%菌株脂肽类粗提物的抑菌活性比活体菌的强,55.8%菌株粗提物的抑菌活性比活体菌的弱,27.7%菌株粗提物的抑菌活性基本没有变化。55株芽孢杆菌基因组PCR扩增结果表明,89.1%菌株含有srfA,87.3%菌株含有ituA,只有56.4%菌株中含有fenA。55株芽孢杆菌粗提物质谱检测结果表明,53株菌株检测到surfactins,48株检测到iturins,只有菌株Bs916（Bacillus subtilis 916）检测到fengycins,粗提物中没有检测到3种抗生素的菌株其抑菌活性较弱或者没有。同时发现,在检测到iturins的48株菌株中,48株均检测到bacillomycin D,2株检测到bacillomycin L,12株检测到bacillomycin F、iturin A或mycosubtilin。对55株芽孢杆菌粗提物的液相色谱检测结果表明,53株菌株检测到surfactins;51株检测到iturins;只有菌株Bs-916检测到fengycins;有2株菌株未检测到上述3种抗生素。根据iturins的色谱峰出峰时间及峰型分为4大类,命名为1、2、3和4型,4种类型的iturins对病原菌的抑菌活性强度顺序为1型＞2型＞3型＞4型。在3株菌株JCC-1、JCC-9和JCC-18中检测到2个未知的脂肽类化合物（命名为Unknowns：Unknown1、2）的质谱峰。【结论】芽孢杆菌脂肽类抗生素是抑制植物病原真菌的主要成分,并具有多样性;iturins结构的变化及其分泌量与抑制植物病原真菌活性有一定的相关性。芽孢杆菌还产生一些未知的脂肽类化合物。     

多粘类芽孢杆菌的研究进展

多粘类芽孢杆菌对人和动植物无致病性,同时具有诱导植物抗性、抗病毒和抗肿瘤等作用。该研究对多粘类芽孢杆菌菌株来源及其生物活性的应用研究进展进行综述。     

解淀粉芽孢杆菌HAB-6抑菌物质及其相关基因的分析

芽孢杆菌是重要的生防菌株,分析了解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)HAB-6菌株的抑菌物质及其抑菌活性。采用特异性PCR和液质联用(LC-MS)等方法对HAB-6菌株的抑菌物质进行初步研究。通过对编码合成脂肽类抗生素的10个基因进行PCR扩增,分别得到与yndj、srf AB、itu D、fen D、itu C同源的基因5个;扩增编码合成脂肽类物质关键合成酶基因,得到与fen B、lpa-14、sfp、myc B、itu A同源的基因5个;LC-MS结果显示,HAB-6菌株能产生C14Iturin A、C17Iturin A、C13Surfactin A、C15Surfactin C等脂肽类化合物,但通过与病原真菌对峙抑菌活性检测,脂肽类物质没有抑制真菌活性。结果表明,HAB-6菌株具有脂肽类物质的合成基因和相关调控基因,代谢产生伊枯草菌素(iturin)、表面活性素(surfactin),但是酸沉淀提取得到的脂肽类物质不是HAB-6菌株抑制真菌的主要物质,其抑菌成分种类和代谢脂肽类物质的途径可能与已知的途径有所不同,有待进一步研究。     

3种芽孢杆菌菌剂对黄瓜枯萎病的防效及其作用机制初探

以含有黄瓜枯萎病病原菌(尖孢镰刀菌)的病土为材料,采用盆栽试验研究巨大芽孢杆菌B213、多粘类芽孢杆菌B207和枯草芽孢杆菌B204单独或联合施用对黄瓜枯萎病的防效,并对其作用机制进行初步分析。结果显示:3种芽孢杆菌单独或组合施用后均可有效抑制黄瓜枯萎病的发生,并显著增加黄瓜植株的生物量,且三菌剂联用双菌剂联用单菌剂施用。在黄瓜幼苗移栽后35 d,与对照组相比,三菌剂联用组黄瓜枯萎病的发病率降低了79.99%;植株干质量提高了6.92倍;植株抗性酶如苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶活性分别提高了60.02%、28.90%和108.60%;根际土壤尖孢镰刀菌数量下降了2个数量级。该防病促生效果可能与这3种芽孢杆菌对病原菌的拮抗作用、溶磷能力以及吲哚乙酸、蛋白酶、几丁质酶和嗜铁素的分泌能力有关。     

多黏类芽孢杆菌SWS-15玉米促生效果测定及其废水发酵条件优化

多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一类具有植物促生效果和广谱抗菌性的细菌.为筛选促生效果明显的多黏类芽孢杆菌并实现菌剂制备,从好氧污泥中分离出1株多黏类芽孢杆菌SWS-15,通过玉米苗盘试验验证其促生效果,并应用Box-Behnken响应面优化利用粉丝厂废水发酵多黏类芽孢杆菌菌剂的条件.结果表明,菌株SWS-15发酵液中存在玉米素、赤霉素、生长素等促进植物生物的调节激素,多黏类芽孢杆菌SWS-15处理组的玉米株高和冠径相对于空白组均显著提高.响应面优化结果表明,在粉丝厂废水浓度为63.42％,初始pH值为7.85,温度为36.05℃时发酵24 h,可获得SWS-15菌剂的最大活菌数6.6×109 CFU/mL.因此,多黏类芽孢杆菌SWS-15发酵菌剂不仅可以有效促进玉米苗期生长,而且使粉丝厂废水实现资源化利用,具有开发应用的前景.     

茄子黄萎病病原菌致病型分化及其生物防治

为了有效防治在浙江一些地区严重发生的茄子黄萎病,本文进行了病害观察、病原菌致病性试验、病原菌致病型和生理小种鉴定,测定了多粘类芽孢杆菌对病原菌菌丝和分生孢子萌发的抑制活性,开展了病害生物防治和促生长试验,并测定了多粘类芽孢杆菌产生的挥发性物质和脂肽。病害观察和致病性试验结果表明,茄子黄萎病在浙江温室大棚中于1月中旬发生,由大丽轮枝菌引起。用7个代表性菌株对病原菌致病型和生理小种进行鉴定表明,所有分离系均属于落叶型株系和2号生理小种。用原先筛选的5株多粘类芽孢杆菌对病原菌菌丝和分生孢子萌发进行体外拮抗试验表明,株系ShX301具有最高的抑制活性。体内接种和促生长试验显示,株系ShX301也具有最高的生物活性,接种株系ShX301使病害发病率和病害严重度比率分别减少30%和20.02%,对茄苗的茎长、地上生物量和地下生物量的增长率分别达59.24%、69.41%和54.11%。挥发性物质测定结果表明,5株多粘类芽孢杆菌都能产生挥发性物质,它们对病原菌菌丝生长都具有显著的抑制作用,但株系间没有显著性差异。基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)检测和分析揭示,杀镰孢菌素是拮抗病原菌的主要活性物质。这些研究结果为菌株ShX301作为生防或促生长制剂开发提供了科学理论依据。     

禾谷镰刀菌拮抗菌ZQT-9的鉴定与抑菌活性

为发掘对禾谷镰刀菌具有较好拮抗能力的细菌,从小麦植株残体中分离筛选得到1株细菌菌株ZQT-9,根据形态学特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析相结合的方法进行鉴定,并对其抑菌活性进行研究.结果表明,菌株ZQT-9为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),对禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的抑菌率为(57.6±0.8)％.菌株ZQT-9无菌发酵液对禾谷镰刀菌的孢子萌发和菌丝生长具有明显抑制作用,并且当无菌发酵液浓度为50％时可以完全抑制禾谷镰刀菌孢子的萌发.PCR检测结果表明,菌株ZQT-9可能具有编码多黏菌素B、多黏菌素C、水解蛋白酶、β-葡聚糖及杀镰孢菌素等5种抗菌物质的相关基因.此外,菌株ZQT-9对链格孢菌(Alternaria alternata)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)、凸脐蠕孢(Exserohilum turcicum)、甜樱间座壳菌(Diaporthe eres)等4种植物病原真菌均具有明显的抑制作用.综上所述,多黏类芽孢杆菌ZQT-9具有潜在的生物防治应用前景.     

解淀粉芽孢杆菌Lx-11产脂肽类物质鉴定及表面活性素对水稻细菌性条斑病的防治作用

【目的】对解淀粉芽孢杆菌Lx-11产生的脂肽类物质进行分离鉴定和水稻条斑病防效测定。【方法】根据脂肽类抗菌物质合成相关基因序列对Lx-11进行PCR扩增检测,采用MALDI-TOF-MS对脂肽类物质进行分析。【结果】通过3对特异性引物对Lx-11菌株检测,扩增产物经克隆、测序和BLAST分析,表明解淀粉芽孢杆菌Lx-11基因组中含有sfp、fenB、ituA或bamA基因。质谱分析发现提取的粗提物中含有surfactin、bacillomycin D和fengycin等3种脂肽类抗生素。通过构建surfactin突变体菌株,平板和盆栽试验显示突变体菌株抑制条斑病菌能力显著降低。【结论】解淀粉芽孢杆菌Lx-11产生的surfactin类物质对条斑病菌具有较强的抑制作用,是抑制条斑病菌主要物质之一。     

耐盐、低温适生芽孢杆菌TS1、TS3的拮抗及降解纤维素活性分析

为获得在高原生态农牧业中具有研究应用潜力的根围促生菌,从极端环境生境筛选出具有耐盐、耐低温适生性的菌株,并对其进行生理生化及分子鉴定。通过gyr B及16S r DNA基因序列分析,将菌株TS1鉴定为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus),菌株TS3鉴定为解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens);平板对峙试验发现,菌株TS1、TS3均具有拮抗植物病原真菌及细菌的活性(抑菌圈直径≥8 mm);经Landy培养基发酵提取的菌株脂肽类化合物可在血平板上形成直径≥11 cm的透明圈;通过基质辅助激光解吸附-离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析所产生的脂肽类化合物,菌株TS1可产生表面活性素(Surfactin)、泛革素(Fengycin),菌株TS3可产生表面活性素、伊枯草菌素(Iturin A),推测菌株的拮抗活性与脂肽类化合物合成有关;羧甲基纤维素钠(CMC-Na)法检测发现,菌株具有降解纤维素活性; 3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定菌株解纤维素酶活性分别为116. 76、150. 12 U/m L;菌株TS1可在含Na Cl浓度为13%的LB培养基平板上及4、10℃低温条件下正常生长,表现出良好的耐低温及耐盐性。2株耐盐、耐低温适生芽孢杆菌兼具多种功能特性,在高原生态农牧业中具有一定的研究应用潜力,有望进一步研究并开发成为微生物肥料生产菌种。     

马来西亚植物根际土壤芽孢杆菌的鉴定及其对水稻白叶枯病防治效果

[目的]拟从马来西亚植物根际土壤中分离和鉴定抑菌能力强的芽孢杆菌菌株,并对菌株产生的脂肽类抗菌物质的种类以及生防效果进行研究。[方法]采用平板对峙试验,筛选具有抑制水稻白叶枯病菌和油菜菌核病菌的芽孢杆菌,基于16S r DNA、gyr B基因序列对分离菌株进行分类鉴定,采用基质协助激光解吸附/电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)法鉴定菌株所产生的脂肽类抗生素的种类,并通过温室试验对菌株防治水稻白叶枯病的效果进行研究。[结果]拮抗试验结果表明:D15、W3、Klu7、YM16、D1和PLZ26这6株菌株对水稻白叶枯病菌或油菜菌核病菌具有较强的抑制活性,其中菌株D15和W3对这2种病原菌都具有抑制活性。基于16S r DNA和gyr B基因的系统发育分析表明:菌株D15和W3为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);菌株Klu7属于短小芽孢杆菌(B.pumilus);菌株YM16属于蜡样芽孢杆菌(B.cereus);菌株D1和PLZ26属于苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)。MALDI-TOF-MS检测结果表明:菌株PLZ26和Klu7能产生脂肽类抗生素Surfactin;D15和W3能产生脂肽类抗生素Iturin A。温室生防试验结果表明:菌株PLZ26对水稻白叶枯病具有较好的防治效果。[结论]本研究为生物农药的研发提供了优良的菌株资源。     

芽孢杆菌生物防治植物病害研究进展

综述了枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和多粘芽类芽孢杆菌等芽孢杆菌防治植物病害的研究和应用现状;分析了芽孢杆菌防治植物病害的主要作用机制,包括拮抗作用、竞争作用、诱导植物系统抗性等方面;总结了生防芽孢杆菌的遗传改良研究进展,并对芽孢杆菌及其制剂在生物防治领域的发展前景进行了展望。     

产Iturins族脂肽生防芽孢杆菌的分离、筛选及鉴定

为获得能够产Iturins类脂肽的芽孢杆菌以应用于植物的生物防治中,以果蔬体内、根际土壤等多生境中分离的118株细菌为出发菌株,采用平板对峙法、管碟法对其进行了初筛和复筛。结果表明:其中3株菌株对立枯丝核菌、瓜果腐霉和尖孢镰刀菌显示出强烈的抑制作用;通过薄层层析等方法对产Iturins脂肽菌株进行初步分析,最终确定K103为目标菌株。通过形态学鉴定、生理生化试验及16SrDNA的分子生物学等方法,对产抗菌脂肽的K103菌株进行分类学鉴定,最终确定菌株K103为解淀粉芽孢杆菌,并将其命名为解淀粉芽孢杆菌K103(Bacillus amyloliquefaciens K103)。     

农业部免作安全鉴定一级菌种——多粘类芽孢杆菌简述

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxaAsh, Priest & Collins)是一种产芽孢、具有固氮能力的革兰氏阳性细菌,多粘类芽孢杆菌及其代谢产物广泛应用于农业、医学、工矿业及废水处理等方面,美国环境保护署(EPA)已将其列为可商业上应用的微生物种类之一,此外我国农业农村部也将其列为免做安全鉴定的一级菌种。作用机理1.营养和空间位点的竞争:多粘类芽孢杆菌的芽孢利用植物叶面和根部的营养和水分繁殖,与植物病原菌争夺同一环境内的空间、营养、氧气等,其芽孢优势在于营养竞争能力强、抗菌物质产生量高、生长速度快及适应性强等特性,能快速生长成为优势菌群,占据生态优势,在植物表面形成保护膜,阻止病菌侵染,使病菌没有生存空间,并且其持效期长。     

多粘类芽孢杆菌研究进展

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是重要的根际有益生物,也被用于生物医药、流程制造、生物修复等方面,具有较大利用价值。综述了多粘类芽孢杆菌的菌株新特性和基因组特点、诸多功能领域的研究和产业化应用、分子操作系统、菌株的选育以及发酵技术的优化。     

多粘类芽孢杆菌配施硫酸铜对烟叶产量及土壤微生物代谢的影响

【目的】明确多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施对土壤微生物代谢、烟株病害发生及生长发育的影响，为烤烟实际生产应用提供参考。【方法】采用随机区组试验设置常规施肥、常规施肥+多粘类芽孢杆菌、常规施肥+硫酸铜、常规施肥+多粘类芽孢杆菌+硫酸铜4个处理，分析其对烤烟产量及土壤微生物的影响。【结果】与常规施肥相比，多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能显著增加烤烟株高、有效叶片数和平均叶面积；镰刀菌根腐病发病率和发病指数下降，平均相对防效达49.57%;烟株叶片胞间CO₂ 浓度、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率分别增加29.27%、173.33%、116.67%和107.24%;烟叶产量和产值分别提高42.67%和52.61%;土壤微生物生物量碳、氮、微生物熵和呼吸速率分别提高47.53%、113.92%、39.30%和29.92%,且其与单施多粘类芽孢杆菌或硫酸铜相比，两者配施表现出协同促进作用。【结论】在缺铜土壤中，多粘类芽孢杆菌和硫酸铜配施能够促进烟株生长发育、降低镰刀菌根腐病发生率，并改良土壤生态环境。