昆虫病原线虫共生细菌对植物病原菌的抑制作用

昆虫病原线虫共生细菌能够产生多种次生代谢产物,如抑菌物质、杀虫蛋白和胞外酶等。其中产生抗生素是共生细菌的普遍特征,并且其代谢产物对多种植物病原菌具有抑制作用,特别是对疫霉具有较好的拮抗作用。对共生细菌的有效抑菌成分进行分离提取,有助于发现新的抗生素。本文综述了昆虫病原线虫共生细菌对植物病原菌的抑制作用以及抑菌作用活性物质的种类、致病机理、产生条件等方面的研究进展。     

昆虫病原线虫共生菌YL001细胞内代谢产物抑菌作用研究初报

以生物活性跟踪法测定了菌株代号为YL001的昆虫病原线虫共生菌Xenorhabdus nematophilus细胞内代谢产物的不同溶剂提取物及其不同馏分的抑菌活性。结果表明,YL001细胞内代谢产物的乙醇提取物和甲醇提取物的抑菌活性均高于石油醚提取物、乙酸乙酯提取物和正丁醇提取物,前两种提取物对番茄灰霉病菌Botrytis cinerea和辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici的72 h菌丝生长抑制作用最强,在0.4 mol/mL浓度时抑制率均达100％。乙醇提取物经硅胶柱层析分离,洗出液合并后收集得到8个馏分。测定了各馏分对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制作用,结果表明:馏分F6的抑菌活性最高,在0.5 mol/mL浓度时,96 h的菌丝生长抑制率可达96.09%;提取物的活性段主要集中在馏分F6、F7和F8。活体组织法测定结果表明,其乙醇提取物在10 mg/mL的剂量下对番茄灰霉病的保护效果为64.81%,治疗效果为62.03%。     

昆虫病原线虫共生细菌嗜线虫致病杆菌All对小菜蛾拒食作用物性质的初步研究

采用叶碟法测定了36个昆虫病原线虫共生细菌菌株对小菜蛾Plutella xylostella二龄幼虫的拒食作用,其中10个菌株对小菜蛾幼虫的选择性和非选择性拒食率高于75%。以嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophilus All菌株为代表,研究了对小菜蛾有拒食作用的物质与细菌生长过程、型变、pH值、温度、有机溶剂之间的关系。结果表明：拒食物质产生于细菌的对数增长期和稳定期,在稳定期最高,拒食率达85%左右;次生型菌液未能分泌足够的拒食物质,其拒食率在20%以下。在-80℃-100℃的范围内,其拒食率均在81%以上。pH3-11范围内,对拒食物质稳定性有一定影响,选择性拒食率变化不大,均在96%以上;非选择性拒食率变化明显,pH值为3、5、7、11时,非选择性拒食率下降至23.1%-34.9%。拒食物质可与氯仿、石油醚、乙酸乙酯、正己烷、乙醇相溶,其提取液对小菜蛾拒食率均在80%以上。     

昆虫病原线虫共生菌BP品系杀虫毒素基因xptA2的杀虫活性分析

为进一步研究嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila杀虫毒素基因簇中各基因的功能,从BP品系的粘粒文库中筛选出一个粘粒克隆XnBP83包含全部的xpt基因,对该粘粒克隆进一步亚克隆得到一个亚克隆菌株Sub9.0,只有一个xpt基因xptA2.以Sub9.0为研究对象,对xptA2的功能作了进一步研究.结果表明,xptA2基因的表达产物与其它xpt基因的表达产物物理混合后无明显增效作用,而将xptA2转入缺失xptA2的粘粒克隆XnBP6和XnBP203后,也同样无明显增效作用.对xptA2的序列分析发现,BP品系的xptA2预测氨基酸序列与已发表序列相比明显存在2个变异区.进一步BLAST分析发现,这2个变异区同昆虫病原线虫共生菌中与口服毒性有关的杀虫毒素蛋白具有同源性.     

昆虫病原线虫的致病机理

本文概述了昆虫病原线虫及其共生细菌对寄主昆虫致病机理的研究及进展。     

三种保存昆虫病原线虫共生菌的简易方法

在室温下，用１％ＮａＣｌ溶液、蒸馏水和液体石蜡保存４种２８株昆虫病原线虫的共生菌。结果，所有３种方法都能保持共生菌初生型活力达２年以上。在１０℃、２３℃恒温下，用１％ＮａＣｌ溶液保存的共生菌，保存期亦超过２年。在４℃下，用１％ＮａＣｌ溶液保存的共生菌半数以上可达６个月，而用蒸馏水和液体石蜡保存的共生菌大部分在６个月内即死亡。     

苹果再植病及病原线虫种的研究

 再植苹果苗表现典型的再植病,其症状为:根系分生能力差,生长缓慢,根组织尤其输导根上发生许多黑色病斑,地上部长势差,长梢抽生困难,定植成活率低。从再植苹果苗的根内分离到了线虫,经鉴定为草地根腐线虫(Pratylenchus pratensis(de Man, 1880) Filipjev,1936),并首次阐明为苹果再植病病因之一。不同栽培措施下,幼苗根内线虫密度不同:再植前土壤消毒比不消毒低,接种VA菌根比不接种低,清耕比覆草低,种植三叶草或万寿菊后线虫密度低。这4种栽培措施配套使用可能成为控制苹果再植病的潜在途径之一。     

三株昆虫病原线虫共生菌胞外产物的抑菌活性

采用生长速率法、孢子萌发法、活体组织法和盆栽试验对3株昆虫病原线虫共生菌胞外产物甲醇提取物的抑菌活性进行了系统研究.结果表明,3个菌株甲醇提取物对番茄灰霉病菌、辣椒疫霉病菌、油菜菌核病菌的菌丝生长,对番茄灰霉病菌、玉米大斑病菌、稻瘟病菌、白菜黑斑病菌、杨树溃疡病菌、小麦根腐病菌的孢子萌发均有很强抑制作用.其中嗜线虫致病杆菌YL001菌株对辣椒疫霉病菌菌丝生长的抑制作用最强,EC50为35.11mg/L;伯氏致病杆菌YL002菌株对番茄灰霉病菌菌丝生长的抑制作用最强,EC50为 42.16mg/L;嗜线虫致病杆菌TB菌株对油菜菌核病菌菌丝生长的抑制作用最强,EC50为18.95mg/L.3个菌株甲醇提取物对玉米大斑病菌孢子萌发都有很强的抑制作用,EC50分别为28.03、36.77和26.40mg/L.3个菌株甲醇提取物在1000mg/L浓度下,对离体番茄果实灰霉病的治疗和保护效果均在70%以上;对盆栽番茄灰霉病和辣椒疫霉病的治疗和保护效果均在65%以上.     

一种昆虫病原线虫共生菌的分离鉴定及致病性研究

从广东省阳江县的土壤中,分离到一种病原斯氏线虫(Steinernema sp.8503),从线虫3龄幼虫体,又分离出8503菌株。此菌为共生菌,革兰氏阴性、非孢子型杆菌,2.0～12.0×0.6～1.3微米,鞭毛为周毛,硝酸盐不产生亚硝酸盐,过氧化氢酶阴性,脲素酶阴性,磷酸脂酶阴性,卵磷酯酶阳性,七叶苷水解阳性,不具荧光,对昆虫有致病性,从一系列的生化特性和线虫的带菌率、细菌囊和细菌的形状、分布等检查,此菌为大肠杆菌科的Xenorhabdus nemalophilus。对促进线虫在人工培养基的繁殖,提高线虫的产量和毒力均有一定的价值。     

昆虫病原线虫共生菌菌种外面保存技术的改进

用4种斯氏线虫的12个品系和1种异小杆线虫的2个品系的共生菌,在10℃中营养琼酯斜面上作保种历期测定,其活力和抑菌作用在6个月内可以不变。为此,昆虫病原线虫的共生菌可以由原有保种方法改进为10℃、营养琼脂斜面,每半年转管一次。     

伞形花内酯对植物病原真菌的抑制作用

[目的]研究伞形花内酯对桃褐腐病菌、棉花红腐病菌、草莓灰霉病菌、辣椒炭疽病菌的抑制活性,探究其对前两种病菌的抑菌机理。[方法]采用生长速率法测定伞形花内酯对4种植物病原真菌的抑制活性;采用二倍稀释法测定最小抑菌浓度和孢子萌发率;采用扫描电镜和透射电镜观察伞形花内酯对前两种病原菌超微结构的破坏。[结果]伞形花内酯对前两种植物病原菌具有较强的抑制作用,它们的MIC为250μg/mL和500μg/mL。后两种植物病原菌的MIC分别为1 000、2 000μg/mL。在伞形花内酯的作用下,菌丝外观出现变形、内容物外溢。菌丝内部出现空腔,细胞器降解,胞质凝集、出现流失,细胞结构遭到破坏,致使细胞死亡。[结论]伞形花内酯具有较强的抗菌活性,具有作为植物源杀菌剂的开发潜力。     

嗜线虫致病杆菌高产菌株的选育

用 4种诱变方法 (紫外线、氯化锂、60 Co γ射线、自身代谢产物 )对嗜线虫致病杆菌进行了诱变处理。结果表明 ,菌株对各种诱变剂均比较敏感 ,低剂量诱变和复合诱变处理的菌株正变率较高 ,其中氯化锂加紫外线复合诱变的累加处理效果最好 ,效价提高了 6 0 %～ 70 % ;连续5代传代培养 ,其产素能力基本稳定。     

雷帕霉素对4种植物病原真菌的抑菌活性

采用菌丝生长速率法,测定了雷帕霉素对番茄灰霉病菌、油菜菌核病菌、水稻纹枯病菌和棉花枯萎病菌的抑菌活性,比较了嘧菌酯、丙烷脒及雷帕霉素对番茄灰霉病菌的抑菌效果,并通过电子显微镜观察了雷帕霉素对番茄灰霉病菌菌丝生长的影响。结果表明:雷帕霉素对供试4种植物病原真菌菌丝均表现出了极强的抑制活性,其中对油菜菌核病菌的抑制作用最强,EC50值为2.23×10-4μg/mL,对番茄灰霉病菌、水稻纹枯病菌和棉花枯萎病菌的EC50值分别为1.32×10-3、4.05×10-3及3.82×10-3μg/mL;雷帕霉素对番茄灰霉病菌菌丝的抑制活性显著高于嘧菌酯(EC50值为3.24μg/mL)和丙烷脒(EC50值为3.81μg/mL)。电镜观察发现,经雷帕霉素处理后,番茄灰霉病菌菌丝表现出提前衰老等症状。研究结果可为深入探讨雷帕霉素对植物病原真菌的作用机制奠定基础。     

Insecticidal toxins from the bacterium Photorhabdus luminescens: gene cloning and toxin histopathology

Four toxin complexes, Tca, Tcb, Tcc and Tcd from the culture broth of Photorhabdus luminescens have been purified and the four toxin complex encoding loci, tca, tcb, tcc and tcd, cloned. Genetic knockout of either tca or tcd reduced oral toxicity to Manduca sexta, and knockout of both loci eliminated activity. Purified Tca specifically affected the insect midgut, despite its putative normal delivery directly into the insect haemocel. These Photorhabdus toxins may form useful alternatives to other orally active bacterial protein toxins such as those from Bacillus thuringiensis.     

发光杆菌NJ菌株的抑菌活性研究

测定了发光杆菌NJ菌株对16种植物病原真菌的抑菌活性,结果表明该细菌具有较广的抑菌谱,其中对甘蓝黑斑病菌、玉米大斑病菌、番茄猝倒病菌、玉米小斑病菌等植物病原真菌具有较强抑制作用。对该菌的发酵条件研究表明,该菌在种龄为24 h、接种量在4%～6%条件下,在TSY培养液中72 h即可获得较高的抑菌活性。而装瓶量为10～50 mL/100 mL锥形瓶,转速为120～200 r/min对菌的活性影响不大。不同温度处理发酵液,其抑菌活性发生变化,其中经60℃处理10 min后,抑菌活性降低约50%,说明发酵液中的抑菌活性成分可能有多种。     

嗜线虫致病杆菌CB6菌株对小菜蛾幼虫生物活性的研究

用叶碟法测定了嗜线虫致病杆菌CB6菌株发酵液对小菜蛾幼虫的致死率、拒食活性以及对生长发育的影响。结果表明 ,其发酵液对幼虫有较高的生物活性 ,取食 3d后 ,1～3龄幼虫的校正死亡率分别为 84.75%、68.33%和 59.32%。 4龄幼虫取食量显著减少 ,选择性拒食率为 76.59% ,非选择性拒食率为 69.72%。 3龄幼虫取食发酵液处理的叶片后 ,生长极其缓慢 ,在 48h时体重抑制率达 100% ,化蛹率和羽化率均明显下降 ,其中化蛹率仅为 15.56% ,100%蛹不能羽化。     

高毒力杀虫细菌嗜线虫致病杆菌CB6菌株的培养基优化

用正交试验法研究了嗜线虫致病杆菌北京变种菌株CB6的营养利用以及培养基成分的改变对产生杀虫活性物质的影响。通过筛选该菌对碳源、氮源以及无机盐的需求,确定了该菌的最佳发酵培养基为(g/L):豆粉40g,蔗糖15g,蛋白胨15g,酵母膏10g,玉米浆5g,NaH2PO41g,NaCl5g,谷氨酸5g。培养液上清液对玉米螟初孵幼虫的体重抑制率为90 81%,比基础培养基的杀虫活性提高了46.5%。     

嗜线虫致病杆菌北京变种的抗生素抗性及质粒pLA2917的转化

用最小抑制浓度法对嗜线虫致病杆菌北京变种野生型菌株的抗生素抗性进行了测定。结果表明,该菌株对氯霉素、新霉素和卡那霉素敏感,而对链霉素、氨苄青霉素和青霉素具有不同程度的抗性。利用滤膜三亲交配的接合转移方法,以嗜线虫致病杆菌北京变种作为受体细菌,在卡那霉素、四环素和氨苄青霉素的选择压力下,筛选得到接合转移子。经过菌落PCR鉴定,证明质粒pLA2917已经成功转移到嗜线虫致病杆菌北京变种细胞内。对昆虫病原线虫共生细菌的质粒转移方法进行了讨论。     

海洋细菌B-9987菌株产生的抑菌物质及对几种植物病原真菌的作用

 从海洋生境中分离得到317株菌株,筛选获得1株芽孢杆菌B-9987菌株,其胞外分泌的代谢产物对植物病原真菌有显著的抑制作用,其中对茄交链孢菌、大丽轮枝菌、黄枝孢菌、立枯丝核菌主要是造成真菌孢子或菌丝末端膨大成球状,继而胞壁崩解,原生质外泄;对尖孢镰刀菌和莴苣霜霉菌的抑制作用,则表现为孢子萌发率降低和芽管长度明显变短。该抑菌物质经乙醚萃取,硅胶G薄层层析纯化,官能团显色反应初步推断为酚类化合物。     

嗜线虫致病杆菌SN313的次生代谢产物及其抑制植物病原真菌活性研究

通过化学与生物活性筛选从土壤中分离得到一株菌株,利用16S rDNA方法将其鉴定为嗜线虫致病杆菌Xenorhabdus nematophila并命名为SN313。采用微生物发酵、液相萃取、柱层析及半制备高效液相色谱等技术,对SN313的发酵液进行分离纯化,得到3个化合物。利用质谱和核磁共振等波谱技术并依据文献数据确定了这3个化合物分别是N-(2-羟基苯基乙酰) 色胺 ( 1 )、吩嗪-1-羧酸 ( 2 ) 和环(脯氨酸-色氨酸) ( 3 ),其中化合物 1 是一个新的β-吲哚基乙胺类衍生物。通过微量稀释法测定了3个化合物对4种植物病原真菌的抑制活性。结果表明:化合物 1 对辣椒疫霉Phytophthoa capsici和番茄灰霉病菌Botrytis cinerea具有明显的抑制作用 (IC₅₀值分别为11.20 μg/mL和28.94 μg/mL);化合物 2 对番茄灰霉病菌、辣椒疫霉、水稻纹枯病菌Thanatephorus cucumeris和小麦根腐病菌Bipolaris sorokiniana有明显的抑制作用 (IC₅₀ < 40 μg/mL);化合物 3 对番茄灰霉病菌具有较好的抑制效果 (IC₅₀ = 41.58 μg/mL)。从土壤微生物中获取化合物 2 ,为生物农药申嗪霉素有效成分的天然获取提供了一种新的途径。