致病杆菌和发光杆菌抗菌代谢产物研究进展

致病杆菌Xenorhabdus和发光杆菌Photorhabdus是昆虫病原线虫肠道共生细菌,具有对宿主昆虫致病和对寄主线虫共生的双重特性,是一类特殊的生防细菌资源,其代谢产物具有广泛的杀虫和抑菌功能。本文综述了近年来昆虫病原线虫共生细菌产生的抗菌物质、编码抗菌代谢产物的基因及抗菌机制的研究进展。     

致病杆菌属细菌代谢物抑菌活性研究进展

致病杆菌属(Xenorhabdus)细菌是一类存在于昆虫病原线虫肠道内的共生菌,能够产生多种具有不同生物活性的次级代谢产物,其中一些化合物具有开发成为新农药的潜力.本文综述了致病杆菌属细菌中可产生抑菌活性物质的代表性菌株,较为全面地总结了近几十年来在致病杆菌属细菌代谢物中发现的抑菌活性化合物;对致病杆菌属细菌产生的部分...     

斯氏线虫-致病杆菌共生体侵染昆虫的生物标志物

昆虫病原线虫是一类专性侵染和寄生昆虫的病原线虫,是非常重要的生防资源。斯氏线虫属Steinernema和致病杆菌属Xenorhabdus通过形成共生体在侵染昆虫过程中共同完成生活史,其中致病杆菌释放效应物质引发昆虫败血症是其重要机制。该文对斯氏线虫-致病杆菌共生体的侵染策略和在侵染过程中产生的免疫调节因子、释放的毒素蛋白和活性代谢物进行概述,其中,苯乙酰胺作为免疫抑制因子促进自身定殖,脂多糖作为内毒素引起寄主血细胞裂解,Tc毒素蛋白作为外毒素导致寄主中肠上皮细胞溶解,活性代谢产物如xenematides、fabclavine和PAX肽等具有抑菌、诱导细胞凋亡等活性。而斯氏线虫本身也能够产生表皮/分泌蛋白来抑制寄主免疫,与共生菌协同致死寄主。因此,通过对斯氏线虫-致病杆菌共生体产生的致病物质进行汇总分析,为研究昆虫病原线虫致病机制提供理论参考,同时也为新型绿色杀虫剂的开发和应用提供证据支持。     

2种昆虫病原线虫共生菌的代谢产物对苹果病原菌真菌的抑菌作用

嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila HB310)和发光杆菌(Photorhabdus luminescens HB140)是分别从小卷蛾斯氏线虫和异小杆线虫中分离到的2株昆虫病原线虫共生菌。为了明确这2种共生菌的抑菌活性,分别测定了其对苹果上6种主要病原真菌的抑菌活性。结果表明,这2种共生菌对6种苹果病原真菌均有不同程度的抑制作用。嗜线虫致病杆菌HB310菌株发酵液对苹果轮纹病病原菌抑制效果最好,抑制率达76.9%,对其他病原菌的抑制作用依次为苹果树腐烂病病原菌(74.1%)>苹果斑点落叶病病原菌(60.9%)>苹果灰霉病病原菌(46.7%)>苹果青霉病病原菌(44.5%)>苹果炭疽病病原菌(23.0%);发光杆菌HB140菌株发酵液对苹果灰霉病病原菌的抑制作用最好,抑制率达到86.7%,对其他病原菌的抑制作用依次为苹果树腐烂病病原菌(76.6%)>苹果轮纹病病原菌(58.8%)>苹果斑点落叶病病原菌(46.0%)>苹果青霉病病原菌(44.2%)>苹果炭疽病病原菌(39.9%)。2种共生菌发酵液对苹果轮纹病菌均有较强的抑制作用,其EC50分别为42.28和42.92 mL/L。     

杨怀文先生在中国昆虫病原线虫共生细菌早期研究中的贡献——追忆杨怀文先生

本文回顾了杨怀文先生在昆虫病原线虫共生细菌研究领域的主要工作,包括资源采集、保藏技术、资源评价以及挖掘利用等方面的研究,填补了我国昆虫病原线虫共生细菌研究领域的空白,为后续研究奠定了重要基础。本文还对昆虫病原线虫共生细菌未来的研究重点和方向进行了展望。     

昆虫病原线虫致病机制研究进展

昆虫病原线虫与体内细菌共生,专性寄生在昆虫体内,在害虫生物防治中发挥着重要作用。昆虫病原线虫致病性研究是其高效应用的基础,涉及线虫及其共生细菌对昆虫的交互作用。本文针对斯氏属和异小杆属线虫的致病因子及这类线虫与寄主昆虫互作机制进行了综述,为昆虫病原线虫的致病机制研究和应用提供参考。     

一株链霉菌次生代谢产物抗菌活性的初步研究

放线菌是产生抗生素活性物质最大的一类微生物，迄今已知的抗生素中，有三分之二是由放线菌产生的。不少抗生素已用于防治农作物上的有害生物，如井冈霉素、春雷霉素等用于防治植物真菌性病害。利用链霉菌产生的抗病菌活性物质对植物病原真菌病害进行生物防治，则具有周期短、易于研究、便于生产、无毒无害等优点。2004年，作者从湖南省壶瓶山国家自然保护区的土壤中筛选得到一株对多种植物病原菌具有较强抑菌活性的放线菌菌株，并对其进行了初步研究，现将研究内容进行报道。     

当归内生真菌抗植物病原菌的活性研究

[目的]从当归内生真菌中筛选抗小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌、水稻纹枯病菌等植物病原菌的有益菌株,并筛选代谢产物中的抑菌活性部位.[方法]采用平板拮抗法对抗性菌株进行初步筛选,采用抑制菌丝生长法以及抑制孢子萌发法筛选有益内生真菌代谢产物中的抑菌活性部位.[结果]抗小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌的内生真菌较多,分别占24.3％和28.6％.对小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌、番茄灰霉病菌以及水稻纹枯病菌生长抑制作用较强的内生真菌包括5个属8个菌株,其中6个菌株只对1种病原菌菌丝生长有抑制作用.此外,对4种植物病原真菌孢子萌发具有抑制作用的内生真菌超过20％,其中内生真菌Myxormia sp.2和Myxormia sp.4的提取物对4种植物病原真菌孢子萌发的抑制作用显著,抑制率达到90％以上.通过对有益内生真菌代谢产物的分析表明,乙酸乙酯提取部位对植物病原真菌菌丝体和孢子萌发的抑制作用相对较强.[结论]具有抗菌活性的当归内生真菌及其次生代谢产物具有丰富的多样性.     

嗜线虫致病杆菌YL001菌株代谢产物的抑菌活性

从陕西杨凌土样中筛选得到一株昆虫病原线虫,从其体内分离到它的共生菌嗜线虫致病杆菌Xenorhabdusnematophilus,编号为YL001,为明确其代谢产物的抑菌活性,本试验采用抑制菌丝生长速率法、抑制孢子萌发法、组织测定法和盆栽试验法系统测定了其发酵液对植物病原真菌的抑制作用。结果表明,在离体条件下该菌株发酵液对供试的15种植物病原真菌菌丝生长均有一定的抑制作用,对番茄灰霉病菌和辣椒疫霉病菌的抑制作用最强,EC50分别为53.54和90.39mg·L-1;对供试的6种植物病原真菌孢子萌发均有一定的抑制作用,其中对番茄灰霉病菌和烟草赤星病菌孢子萌发有较强的抑制作用,EC50仅分别为16.97和21.87mg·L-1;组织法测定中,发酵液稀释10倍后,对番茄灰霉病的保护效果为74.98%,治疗效果为63.50%;对盆栽番茄灰霉病的保护效果为65.11%,治疗效果为54.64%。显微观察表明,YL001菌株的发酵液可使菌丝生长形态异常、变形萎缩,甚至断裂。     

昆虫病原线虫发光杆菌的分离和鉴定

新线虫和异小杆线虫都是昆虫病原线虫。近年来,被认为是一类很有希望的害虫生物防治因子。Khan et al(1976),Thomas and Poinar(1977,1979)先后从异小杆线虫分离出一种产色素的具生物发光的细菌,这些细菌栖息于线虫的咽、肠腔与线虫共生。当异小杆线虫侵入昆虫寄主时,把细菌从肛门排出释放到昆虫的血腔,由于细菌的增殖,在24～48小时内,致使昆虫因败血症而死亡。因此,在应用线虫防治昆虫中,共生菌起着重要的作用。实验证明,共生菌对线虫的繁殖和发育也是必需的,它能转化昆虫的物质为线虫所需要的营养。因此分离和培养共生菌对大量繁殖线虫,尤其以人工饲料工厂化生产线虫以用于大田时更有着重要的实践和经济意义。本文报导了首次从我国广东阳江(8204,8401菌株)、海南岛琼中(8405菌株)发现的异小杆线虫的共生菌的分离和鉴定,并对其致病性作了测定。     

昆虫病原线虫泰山Ⅰ号的研究

昆虫病原线虫泰山Ⅰ号是小杆目异杆线虫科异杆线虫属(Heterorhabditis)线虫。1984年5月,自山东泰安苹果园土壤及桃小食心虫(简称桃小)(Carposina niponensis Walsingham)圆茧分离获得。在长江以北地区分离到这种昆虫寄生性线虫还未见有报道。其生活史包括两个世代,即卵生世代(短世代)和卵胎生世代。25℃温度下完成整个生活史需9天时间。它与一种无色杆菌(Xencrhabdus)互惠共生,线虫进入昆虫体腔便释放出其共生菌,引起昆虫败血病,48小时内导致寄主死亡。尸体变红并发出较强的生物光。本文主要报道其生活史、形态、共生菌、人工繁殖方法及对桃小的致死效果。     

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。     

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.     

Root‐associated microbes in sustainable agriculture: models,metabolites and mechanisms

Since the discovery of penicillin in 1928 and throughout the ‘age of antibiotics’ from the 1940s until the 1980s, the detection of novel antibiotics was restricted by lack of knowledge about the distribution and ecology of antibiotic producers in nature. The discovery that a phenazine compound produced by Pseudomonas bacteria could suppress soilborne plant pathogens, and its recovery from rhizosphere soil in 1990, provided the first incontrovertible evidence that natural metabolites could control plant pathogens in the environment and opened a new era in biological control by root‐associated rhizobacteria. More recently, the advent of genomics, the availability of highly sensitive bioanalytical instrumentation, and the discovery of protective endophytes have accelerated progress toward overcoming many of the impediments that until now have limited the exploitation of beneficial plant‐associated microbes to enhance agricultural sustainability. Here, we present key developments that have established the importance of these microbes in the control of pathogens, discuss concepts resulting from the exploration of classical model systems, and highlight advances emerging from ongoing investigations. © 2019 Society of Chemical Industry     

Nematicidal activity of anion transport blockers against Meloidogyne incognita, Caenorhabditis elegans and Heterorhabditis bacteriophora

BACKGROUND: Because methyl bromide has been phased out as a soil sterilant, new nematicides are urgently needed. Four different chemical classes of organic acids acting as anion transport (AT) blockers were tested against a free-living nematode, Caenorhabditis elegans Maupas, a plant-parasitic nematode, Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood, and an entomopathogenic nematode, Heterorhabditis bacteriophora Poinar, in toxicity bioassays. The materials tested were DIDS (4,4'-diisothiocyanatostilbene-2,2'-disulfonic acid), 9-AC (anthracene-9-carboxylic acid), NPPB [5-nitro-2-(3-phenylpropylamino)benzoic acid] and IAA-94 (indanyloxyacetic acid). RESULTS: All the compounds showed slowly developing nematicidal activity against second-stage juveniles of M. incognita and adults of C. elegans, but not against H. bacteriophora infective-stage juveniles. The LC(50) values of these compounds were < 50 mg L(-1) after 48 and 72 h incubation, while at 168 h incubation the LC(50) values were < 10 mg L(-1) for both sensitive species. Across both species and time, the LC(50) values generally differed no more than twofold among the four compounds tested in this study. In contrast, none of the compounds (200 mg L(-1)) caused more than control mortality to H. bacteriophora, even after 168 h of incubation. CONCLUSION: These compounds are potential leads for commercial nematicides. The insensitivity to H. bacteriophora is consistent with the natural exposure of this nematode to DST (3,5-dihydroxy-4-isopropylstilbene), a stilbene produced by its symbiotic bacterium. Based on the known activity of the compounds used in this study, it is suggested that anion transporters form the probable target sites for DIDS, 9-AC, NPPB and IAA-94 in nematodes.     

吸血性节肢动物共生菌研究进展

吸血性节肢动物种类繁多，多以吸食脊椎动物的血液为生，不仅给畜禽造成贫血和发育不良等危害，同时也会传播多种病原体，严重威胁养殖业的发展。吸血性节肢动物（如蚊子、蜱）体内栖息着大量微生物，经过长期共同进化，这些微生物已经和节肢动物建立起了各种共生关系，在宿主的生长发育、繁殖、营养获取、血液消化、免疫反应、适应环境和病原传播中发挥着不可或缺的作用。研究吸血性节肢动物与共生菌的关系可揭示吸血性节肢动物的生物学特征，也可为通过调控共生菌的感染模式来防控吸血性节肢动物提供科学依据，已经成为研究热点。本文从吸血性节肢动物共生菌的种类、研究方法、功能以及应用等方面进行综述，为读者提供参考。     

不同昆虫病原线虫—共生细菌组合的生化特性研究

本文分别以无菌的小卷蛾斯氏线虫的A24品系线虫与其自身携带的共生细菌菌株和与格氏线虫RS92品系的共生细菌菌株,以及以无菌的嗜菌异小杆线虫的H06品系线虫与其自身携带的共生细菌菌株和与大异小杆线虫HNA品系的共生细菌菌株建立单菌组合;测定了各组合感染期线虫的致病力、干重和体内主要生化物质的含量。结果发现,共生细菌除了对感染期线虫的致病力产生显著影响外,对线虫干重、蛋白质、氨基酸、糖原和脂肪酸等生化物质的含量也有很大的影响。     

昆虫病原线虫生物防控草地贪夜蛾的室内及田间效果和影响因素

联合国粮食及农业组织2018年向全球发布草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是重要的预警害虫。据报道,2019年我国已有26个省（区、市）的作物受到草地贪夜蛾为害。目前已经发现草地贪夜蛾幼虫对某些化学农药产生抗性的现象,为缓解其抗药性产生,具有主动寻找寄主害虫的昆虫病原线虫为草地贪夜蛾的生物防治提供了应用潜能。该文从昆虫病原线虫高效侵染种（品系）及其浓度、共生菌、草地贪夜蛾幼虫易感龄期、田间致死力及影响防控效果的因素等方面进行综述,以期为田间有效利用昆虫病原线虫防治草地贪夜蛾提供参考。