海洋真菌次级代谢产物在植物保护中的研究与应用

病虫害严重影响我国农业生产,每年造成巨额经济损失,传统化学农药虽然在一定程度上能够减轻这些危害,但其不合理的使用也造成严重的负面影响,亟需开发新型生物农药。海洋真菌生存于独特的海洋环境中,形成了有别于陆生真菌的生存繁殖方式和遗传代谢机制,能够产生许多结构新颖、生物活性显著的次级代谢产物,其中许多化合物具有抗植物病原菌、杀虫和抗病毒等农用生物活性,具有开发成为新型生物农药的巨大潜力。本文综述了2010年以来前人在海洋真菌次级代谢产物农用生物活性方面的研究成果,涵盖了90个化合物,结构类型主要包括聚酮类、萜类、生物碱类和甾体类化合物等,以期为生物农药的开发提供依据。     

苦楝内生真菌及其代谢产物的杀虫活性

在对290株苦楝内生真菌分离纯化鉴定的基础上,研究了30株具有代表性的内生真菌及其代谢产物的杀虫活性。结果表明其中5个菌株对马尾松毛虫5d校正死亡率大于60%,杀虫活性最强的KL042菌株经鉴定为球孢白僵菌。球孢白僵菌作为内生真菌,在国内尚未见报道。进一步选取杀虫活性较强的9株内生真菌,研究其代谢产物的胃毒和触杀活性,结果表明拟青霉KL017菌株发酵液10倍浓缩液对柳蓝叶甲胃毒活性最强,48h校正死亡率达90.09%。球孢白僵菌KL042、拟青霉KL017和交链孢KL062发酵液10倍浓缩液点滴马尾松毛虫前胸背板后,48h校正死亡率分别为76.67%、56.67%和53.33%。     

几株真菌代谢产物的杀虫效果试验简报

本试验选用真菌拟青霉、镰刀菌等属的１５个菌株的代谢产物，对小莱蛾、菜青虫进行室内防效试验。结果发现，环链拟青霉１８０＾＃、蝉拟青霉２０＾＃、砖红镰刀１２７＾＃、嗜蚧镰刀１２３＾＃对小菜蛾的较好的防效，致死率在２７．９－９３．１％之间；粉拟青霉２５＾＃、１６２＾＃，环链拟青霉１８０＾＃，砖红镰刀１２７＾＃，雪腐镰刀孺孢变种１７６＾＃对菜青虫的防效在３８．３－８９．１％之间。     

2株海洋真菌的鉴定及其代谢产物的抑菌活性

以11种植物病原真菌为供试菌种,对2株海洋真菌及其代谢产物的水溶性提取物进行抑菌试验。结果表明,菌株1002F2水溶性提取物对高粱炭疽菌Colletotrichum graminicola和番茄早疫菌Alternaria solani的抑制活性较高,EC50值分别为1.34g/L和0.94g/L;菌株1009F1水溶性提取物对瓜果腐霉菌Pythium aphanidermatum和番茄早疫菌的抑制活性较高,EC50值分别为0.63g/L和0.65g/L。形态学鉴定及ITS rDNA序列的同源分析结果表明,菌株1002F2为曲霉属Aspergillussp.真菌,菌株1009F1可能为Whalleya microplaca。     

代谢产物具杀虫活性的红树林真菌1893菌株培养条件的研究

本课题组从香港海域红树林中筛选获得的一株真菌菌株,代号1893,初步研究发现其粗提物对许多重要害虫具有很高的毒杀活性,具有开发成新型杀虫剂的良好前景。为得到该菌株产生较高杀虫活性物质的最佳培养条件,采用单因素法对影响其生长和所产代谢产物活性的温度、起始pH、发酵时间、装液量等因素进行了测定,利用SAS软件进行模拟优化,得出该真菌的最适发酵条件为:温度26.8℃,起始pH6.5,培养时间17天,当在500mL三角瓶中接种生长一致的直径5mm菌饼一块时,其装液量以200mL为最佳。同时发现发酵液pH值和杀虫活性具有相同的变化趋势,二者的相关性系数R2达到0.93972,由于pH值的检测要比杀虫活性的检测简单快捷得多,建议在实际培养该菌的过程中,可以通过检测发酵液的pH值来预估发酵液的杀虫活性大小。该研究为进一步将红树林真菌1893研发成高效、广谱、无公害、低成本的新型海洋生物杀虫剂打下基础。     

枸骨内生真菌抗菌代谢产物的鉴定及活性研究

对一株枸骨内生真菌哈茨木霉Trichoderma harzianum抗菌活性成分的分离、鉴定及其抗菌生物活性进行了研究。该真菌发酵液经乙酸乙酯萃取、正相硅胶和ODS-反相色谱分离纯化得到一单端孢霉烯化合物,经红外、质谱和核磁分析,鉴定为:4β-乙酰基-12,13-环氧-9-单端孢霉烯(trichodermin),这是首次从哈茨木霉菌代谢产物中分离出该化合物。Trichodermin对蕃茄早疫病和黄瓜立枯病病原菌的离体抑制活性EC50值分别为3.35和3.59 mg/L;活体测定结果表明,在 100 mg/L的剂量下对两种病的保护效果分别为97.8% 和98.1%,治疗效果为96.7%和97.3%。     

一株拟青霉代谢产物的杀虫效果及生理活性研究

本文报道一株拟青霉代谢产物杀虫和生理活性的测定结果。室内试验表明:该菌株代谢产物对棉蚜、山植叶螨和菜青虫都有杀虫活性,以对棉蚜的杀虫效果最好,72小时棉蚜死亡率可达88.4％。田间喷雾处理48小时后,棉蚜死亡率可达86.4％。该菌株的代谢产物还具有一定生理活性,用小麦芽鞘切段伸长试法和黄瓜子叶扩张试法的测定表明,该代谢产物具有类似生长素和细胞分裂素的作用,值得进一步研究。     

小链霉菌Ynl68发酵产物抗植物病毒活性的研究

本文对1株小链霉菌StreptomycesparvusYnl68发酵滤液的抗植物病毒活性进行了研究。结果表明,该菌株的发酵滤液对烟草花叶病毒（TMV）、黄瓜花叶病毒（CMV）、马铃薯Y病毒（PVY）都有一定的预防和治疗效果。经枯斑试验测定,发酵滤液对TMV的钝化、预防和治疗效果分别为84．2％、68．7％和52．3％;酶标记免疫吸附测定法（ELISA）测定发现,发酵滤液对CMV和PVY的增殖抑制率分别为56．0％和46．4％;盆栽试验结果表明,发酵产物对TMV弓l起的青椒病毒病的预防和治疗效果分别为55。30％和41．49％。     

一株银杏内生真菌的鉴定及其活性代谢产物研究

药用植物内生真菌是一类重要的微生物资源,能代谢产生多种生物活性物质,本研究从浙江天目山自然保护区银杏Ginkgo biloba中分离获得1株活性菌株TMSF169。通过形态学和ITS rDNA序列分析,鉴定该菌株为团青霉Penicillium commune。发酵粗提物采用正相硅胶柱层析和Sephadex LH-20凝胶柱层析,以紫外光或碘蒸汽显迹,配合活性追踪,从菌株TMSF169发酵液中分离获得1个具抗真菌及除草活性的化合物TMSF169A,通过质谱和核磁共振波谱等技术将其结构鉴定为圆弧菌醛酸（cyclopaldic acid）。活性测试表明,该化合物具有抗菌活性,对鸭跖草Commelina communis,反枝苋Amaranthus retroflexus,马唐Digitaria sanguinalis、空心莲子草Alternanthera philoxeroides、水稻Oryza sativa等植物均具有致病毒性,对芝麻Sesamum indicum和大豆Glycine max不敏感。结果显示菌株TMSF169具有较好的开发应用价值。     

2个海洋生境微生物菌株产生的次生代谢产物协同抗菌作用初探

 海洋微生物由于其资源优势是目前海洋生物开发利用研究的热点,其代谢产物的抑菌作用是目前研究较集中的领域,不少报道证明,海洋微生物能产生活性高、结构新颖的次生代谢产物^[1,2]。但海洋微生物产生的次生代谢产物在菌株发酵液中含量少,导致直接利用的抗菌物质效价较低,而其原始生境的寡营养,又较难通过营养条件改善来提高抑菌活性,影响了后续的研究工作,这是目前海洋微生物开发利用急待解决的问题。本课题组将通过离体抑菌测试和植物活体测试筛选出2个海洋微生物菌株,在菌株单独发酵条件优化的基础上,对2个菌株的协同作用进行了探索性的研究。     

海洋细菌PY-sw-1产生的抗菌物质及其抑菌活性

海洋微生物资源丰富,其特殊的生存环境,如高盐、高压、低温、低营养和无光照等造就了海洋微生物种类的多样性和特殊性[1].人们普遍认为,海洋微生物可产生完全不同于陆地微生物的新型生物活性物质[2-3],是今后获得新的医用和农用抗菌素的重要资源.作者从连云港海域的海水中分离出一株抑菌谱广、抑菌活性强的海洋细菌PY-sw-1[4],提取了PY-sw-1的胞外粗抗菌物质,并对其理化性质和抑菌活性做了初步研究.     

四株虫生真菌的鉴定及其对小菜蛾的室内毒力

为了明确4株虫生真菌在小菜蛾防治中的应用潜力,采用生物测定法测定其室内毒力,并通过多相分类法研究其分类地位。结果表明:菌株GZU-BCECWC113对小菜蛾的毒力最强,在1.6×108孢子/mL浓度下对小菜蛾的校正死亡率最高,达到89.47%;半致死时间LT50值最小,为3.33天;感染8天时的LC50值最小,为0.45×105孢子/mL。根据形态特征、培养性状及ITS序列分析结果明确4株菌的分类地位,即GZU-BCECWC113为环链拟青霉Paecilomyces catenianulatus,GZU-BCECWQ16为玫烟色拟青霉P.fumosorosenus,GZU-BCECW122为蝉拟青霉P.cicadae,GZU-BCEC-WKKS2为细脚拟青霉P.tenuipes。     

两种拟青霉菌提取物对菜蚜的控制作用

浸叶法毒力测定结果表明,淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)菌株MCWA18和拟青霉(Paecilomycessp.)菌株X1甲醇萃取物对萝卜蚜无翅成蚜48 h后LC50分别为0.3435 mg/mL和0.8309 mg/mL。网室盆栽试验,菌株MCWA18和X1甲醇萃取物2.5 mg/mL处理7 d后对菜蚜的防治效果分别为92.24%和87.06%,田间小区试验处理后7 d,防治效果分别为81.82%和81.70%,相当于1.3%鱼藤氰乳油500倍的防效。     

Toxicity of fungal endophyte secondary metabolites to plant parasitic nematodes and soil-borne plant pathogenic fungi

Fungi isolated from the cortical tissue of surface sterilized tomato roots collected from field plots produced secondary metabolites in nutrition broth that were highly toxic toMeloidogyne incognita. Especially strains ofFusarium oxysporum were highly active with 13 of 15 strains producing culture filtrates toxic to nematodes. The mechanism of action of the toxic metabolites produced by the non-pathogenicF. oxysporum strain 162 with proven biological control ofM. incognita in pot experiments was investigated. These metabolites reducedM. incognita mobility within 10 min of exposure. After 60 min, 98% of juveniles were inactivated. Juveniles were initially inactivated within a few minutes of exposure, but with exposure of 5 h 50% of the juveniles were dead and 24 h exposure resulted in 100% mortality. In a bioassay with lettuce seedlings metabolite concentrations > 100 mg/l reduced the number ofM. incognita juveniles on the roots comparing to the water control. TheF. oxysporum toxins were highly effective towards sedentary parasites and less effective towards migratory endoparasites. Nonparasitic nematodes were not influenced at all. Metabolites of strain 162 also reduced significantly the growth ofPhytophthora cactorum, Pythium ultimum andRhizoctonia solani in vitro. Secondary metabolites of endophytic fungi on plant-parasitic nematodes and soil-borne fungi should be considered for control of plant parasitic nematodes and plant pathogenic fungi. The results also show the need for proper selection of target nematodes inin vitro bioassays.     

黄柄曲霉ASD次生代谢产物的鉴定及抑菌活性

为明确土壤来源的黄柄曲霉ASD次生代谢产物中的抑菌物质及其生物活性,利用硅胶柱层析、凝胶柱层析和半制备高效液相色谱对ASD发酵液的二氯甲烷粗提物进行纯化,运用核磁共振及高分辨质谱技术,结合文献报道数据对化合物的结构进行鉴定,利用X-射线单晶衍射验证鉴定结果;采用含药稀释平板法及菌丝生长速率法测定化合物对辣椒疫霉菌、大斑凸脐蠕孢菌和禾生刺盘孢菌等9种病原真菌的抑菌活性。结果表明,从ASD发酵液中分离获得已知活性抑菌物质为sulochrin和4,5-二甲基间苯二酚。其中,sulochrin对辣椒疫霉菌、大斑凸脐蠕孢菌和禾生刺盘孢菌有较好的抑制作用,4,5-二甲基间苯二酚只对辣椒疫霉菌具有较好的抑制作用,两者对灰葡萄孢菌、玉蜀黍尾孢菌和新月弯孢菌等6株致菌抑菌效果不明显或无抑制作用。     

Acaricidal and insecticidal activities of three synthetic oxazolidinones

The effects of three synthetic 2-oxazolidinones were investigated on two arthropod pests: (1) Boophilus microplus (Canestrinii), the Southern cattle tick; and (2) Cylas formicarius elegantulus (Summer), a sweet potato weevil.     

米尔贝霉素类似物的合成及杀螨杀蚜活性

为寻找高活性的米尔贝霉素衍生物,以伊维菌素为原料,经脱糖、羟基保护、氧化、还原胺化、脱保护等将其转变为13-氨基米尔贝霉素类似物,通过三组分反应设计合成了一系列米尔贝霉素磺酰脒类化合物(7a~7i),并初步测定了其对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和豆蚜Aphis craccivora的室内活性。结果表明:各衍生物对朱砂叶螨和豆蚜均有较好的触杀活性,其中7f、7h和7i对朱砂叶螨24 h的LC50值分别为1.04×10–2、9.60×10–4和1.44×10–2 mg/L;7i对豆蚜24 h的LC50值为7.81 mg/L。米尔贝霉素13位氨基上磺酰化的结构修饰有助于提高米尔贝霉素类化合物的杀螨、杀蚜活性。     

含单氟甲氧基的双酰胺类化合物的合成及杀虫活性

以2,3-二氯吡啶为起始原料,经肼基化、环合、氧化、取代、水解、环合和胺解反应,合成了15个文献未见报道的新型含单氟甲氧基的吡唑邻甲酰氨基苯甲酰胺类化合物,其结构通过核磁共振氢谱和高分辨质谱确认。初步的杀虫活性测试结果显示,所有目标化合物在100 mg/L下对粘虫Oriental armyworm的致死率均为100%,当测试浓度降低至4 mg/L时,化合物 8a 、 8d 、 8g 、 8k 和 8n 的致死率仍为100%,值得进一步研究。