根际细菌Serratia plymuthica HRO-C48的生防作用初探

沙雷氏菌Serratia plymuthica HRO-C48分离自油菜根际,是一种产几丁质酶和IAA的植物根际促生细菌。离体抑菌活性测定表明,菌株HRO-C48具有广谱抗真菌活性。与12种测试的植物病原真菌平板对峙培养,产生大小不同的抑菌圈,说明可能通过产生抗生素抑制真菌生长。温室盆栽试验中,用HRO-C48菌悬液对番茄进行浸种和灌根处理,该菌在番茄植株根际能大量定殖,4周后根表和根际土壤中的菌量仍稳定在1.0×106cfu/g水平。在温室条件下,菌株HRO-C48可有效防治黄瓜猝倒病,防治效果达49.57;还能诱导番茄叶片对灰霉病的系统抗性,诱抗效果达44.45%。综合以上结果,说明菌株HRO-C48的生防作用可能依赖于抗生、溶菌、根际竞争、促生和诱导抗性等多种机制的组合。

东祁连山线叶嵩草内生细菌X4的产吲哚乙酸、解磷、抗菌和耐盐特性研究及分子鉴定

线叶嵩草内生细菌X4分离自东祁连山高寒草地,对其产吲哚乙酸、解磷、抗菌和耐盐特性及其分子生物学特性研究结果表明,其在含色氨酸的金氏培养基中分泌吲哚乙酸的量为50.74mg/L,溶磷圈直径/菌落直径(D/d)值分别为3.23和4.31,对辣椒立枯丝核病菌、黄瓜枯萎病菌、油菜菌核病菌及番茄灰霉病菌都有抑制作用,且致菌丝生长畸形,菌落生长的酸碱度范围为7～10,耐NaCl溶液范围为<7%,菌体短杆状,革兰氏阴性,无芽孢,16SrDNA序列与普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)最为接近。该菌具有微生物杀菌剂、改良土壤等潜力。

根际细菌与壳聚糖组合的生物防治潜能

以植物根际促生细菌HRO-C48为供试菌株,在温室条件下测定壳聚糖对番茄的促生作用以及HRO-C48与壳聚糖组合对该菌株生防潜能的影响,包括对番茄灰霉病的诱导抗病作用、对黄瓜猝倒病的生物防治效果。结果表明:壳聚糖对番茄的根系发育有明显促进作用;HRO-C48与壳聚糖组合后,具有明显的增效作用。诱导番茄对灰霉病的抗性水平有显著提高,同时也增强了对黄瓜猝倒病的生物防治效率。

普城沙雷氏菌splI及spsI基因突变株的构建

普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3分离自小麦内茎,是一种可产生多种抗菌因子和植物激素的内生细菌。目前对S.plymuthica G3的两个群体感应系统splI/splR与SpsR/SpsI的了解仍十分有限。构建了2个N-乙酰基高丝氨酸内酯信号合成酶编码基因splI和spsI突变菌株及互补菌株,并检测了其生物表型。结果发现spsI、splI突变后,对细菌信号分子合成有一定的影响,蛋白酶活性明显降低。通过对突变体和互补菌株的泳动性分析发现,splI负调控G3的运动性,而spsI正调控G3的运动性。

普城沙雷氏菌Z10发酵工艺参数的研究

通过对普城沙雷氏菌Z10(Serratia plymuthica)在发酵罐中的发酵温度、pH、通气量的研究,得出沙雷氏菌Z10发酵工艺的优化培养条件为:温度28℃、pH7.5、通气量1000L·h-1,在12h补加10%的培养基.在上述优化发酵条件下培养4h,沙雷氏菌Z10进入对数生长期,16h时达到稳定期,最终浓度可达10.632×1012个·mL-1.

普城沙雷氏菌pigX基因的生物信息学分析

通过生物信息学方法对普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3菌株中GGDEF/EAL结构域蛋白编码基因pigX启动子区域的调控信息以及编码蛋白质的理化特性和结构特点进行了解析。利用启动子分析软件Softberry和Neural Network Promoter Prediction对pigX基因编码区上游序列进行启动子预测,利用生物信息学方法对PigX蛋白的氨基酸组成和理化特性、磷酸化和糖基化位点、跨膜结构、信号肽二级结构和保守结构域等进行预测分析。结果显示:pigX启动子区有Fur和SoxS结合位点;PigX是微亲水性的脂结合蛋白,具有信号肽和跨膜结构域、糖基化和高水平磷酸化位点,α-螺旋和无规则卷曲是其主要二级结构。生物信息学分析预测结果表明G3菌株PigX具有较高水平磷酸化位点及由α-螺旋和无规则卷曲组成的二级结构,这与预测的PigX参与铁代谢和氧化应激反应及作为Csr D同源物与CSRB家族sRNAs分子结合的功能相吻合。

促植物生长根际细菌A21-4对田间辣椒生长及根际土壤微生态环境的影响

为研究促植物生长根际细菌A21-4对辣椒生长发育和根际土壤微生态的影响,细菌A21-4灌根处理辣椒进行田间试验,测定了辣椒生长指标、土壤酶活性、速效氮磷钾及微生物种群数量。结果表明,细菌A21-4处理显著提高了辣椒成株期的茎粗、叶绿素含量和根系活力,辣椒移栽30 d后分别比对照提高了23.66%、56.26%和42.24%;移栽60 d后对辣椒果实的蛋白质、维生素C和硝态氮的含量分别提高了29.32%、53.97%和129.84%;移栽30-70 d,辣椒根际土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性分别显著提高22.95%-32.31%、24.32%-94.11%和49.41%-271.74%;土壤速效氮、磷、钾含量分别显著增加7.60%-49.25%、7.24%-17.93%和12.70%-25.61%;显著增加根际土壤细菌和放线菌数量,而降低真菌数量。

植物根际促生菌普城沙雷菌A21-4对黄瓜生长及土壤微生态的影响

为探讨植物根际促生菌普城沙雷菌A21-4在黄瓜上的应用效果,将A21-4菌悬液灌注到黄瓜根际土壤,调查其对黄瓜生长发育和根际土壤微生态的影响。结果表明,根部灌注A21-4能显著促进苗期和田间生育期黄瓜生长发育,并显著提高根系活力、产量和品质,黄瓜产量比对照增加32.22%,且黄瓜果实中蛋白质、可溶性糖和VC含量均比对照显著增加;同时,A21-4对黄瓜根际土壤具有明显的调节作用,显著提高了黄瓜根际土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,还提高了黄瓜根际土壤细菌和放线菌的数量及黄瓜根际土壤速效氮、磷、钾的含量。

普城沙雷氏菌rsmB基因删除插入突变体的构建

目前在细菌中已经鉴定了大量小RNA参与调控许多重要的生命活动,然而小RNA在沙雷氏菌属(Serratia)中的作用还了解得很少。其中RsmB属于CsrB家族的小RNA,是翻译阻遏蛋白RsmA的拮抗剂。普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3分离自小麦内茎,是一种能产多种抗菌因子和植物激素的内生细菌。该研究旨在以G3菌株为模式细菌,构建RsmB突变体,为进一步研究RsmB介导的转录后全局调控机制奠定基础。使用基于sacB的自杀性载体pDM4,采用基因替换和同源重组策略,构建了G3菌株的rsmB基因删除插入突变体△rsmB∶∶Gm。进一步以基因组DNA为模板,通过PCR和测序对突变体进行了验证,并构建了互补菌株。突变分析结果表明RsmB正向控制细菌几丁质酶活性和泳动运动性,这与RNA结合蛋白RsmA过量表达的表型一致;而互补菌株完全恢复了几丁质酶活性和运动性,再次证明△rsmB∶∶Gm突变体构建成功。RsmB突变体成功构建,将为深入研究Rsm系统对生防菌普城沙雷氏菌的调控作用及机制奠定基础。

普城沙雷氏菌MM产酶条件优化及对西瓜枯萎病的防治效果

为提高普城沙雷氏菌MM几丁质酶产量,增强拮抗西瓜枯萎病病原菌的能力,通过Plackett-Burman设计和响应面法对其培养基成分进行优化,并测定优化后菌株MM发酵滤液对西瓜种子萌发及西瓜枯萎病防治效果的影响。结果显示,在初始pH 7.0、接种量3%、温度30℃、摇床转速180 r/min、培养时间72 h的基础上获得最佳产酶培养基:葡萄糖12.748 g/L,牛肉膏2.086 g/L,酵母粉3.091 g/L;优化后菌株MM几丁质酶活为0.485 U/mL,比优化前提高1.14倍,对西瓜枯萎病病原菌的抑菌率提高6.42%。菌株MM发酵滤液不同稀释倍数对西瓜种子的萌发具有促进作用,当发酵滤液稀释浓度为150倍时对种子萌发的促进作用最为显著,为98.53%。盆栽试验显示,菌株MM发酵滤液处理西瓜植株后,其株高、鲜质量、干质量分别增加78.82%、126.90%、82.00%,对西瓜枯萎病防效高达74.55%。

普城沙雷氏菌BU09的分离鉴定及其对疮痂链霉菌的防治效果

[目的]筛选马铃薯疮痂病的生防菌。[方法]从马铃薯疮痂病发病土壤中取样,经过稀释培养和二次划线纯化获得单克隆菌株,通过抑菌试验最终得到1株对马铃薯疮痂病具有较好抑制效果的细菌BU09,通过16S r DNA测序和系统进化分析对该菌株进行分子鉴定。[结果]细菌BU09属于普城沙雷氏菌,对马铃薯疮痂病具有较好的防治效果。[结论]试验结果为马铃薯疮痂病的田间防治提供了参考。

普城沙雷氏菌硝吡咯菌素prnA基因突变株的构建

普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)G3是小麦内生菌,通过合成硝吡咯菌素(Pyrrolnitrin,PRN)抑制植物病原菌。PRN是色氨酸衍生物,通过抑制病原菌呼吸链电子传递系统而具有抗生作用。已报道在假单胞菌和布氏杆菌属中PRN生物合成由prnABCD操纵子控制,需要4个酶PrnA-D顺序作用。而在沙雷氏菌中PRN生物合成还较少有研究。通过基因替换、同源重组策略,构建了G3菌株prnA基因缺失突变体。研究结果表明△prnA突变体不能合成PRN,同时也丧失了对板栗疫病菌Cryphonectria parasitica的拮抗活性,证明prnA基因也是S.plymuthica合成PRN所必需的;也为进一步鉴定抗生素PRN的生物学功能奠定了基础。

普城沙雷氏菌rpoS基因的生物信息学分析

目的:通过生物信息学方法对普城沙雷氏菌G3菌株rpoS基因的序列、理化性质和结构进行解析,为进一步研究生物学功能提供依据。方法:利用Expasy数据库分析蛋白质的理化性质;TMHMMServerv.2.0、TargetP 1.1Server和SignalP 4.1 Server预测跨膜结构和信号肽;分别用NetNGlyc 1.0Server和NetPhos 2.0预测磷酸化、糖基化位点;用SOPMA和SWISS-MODEL分别对蛋白质二级和三级结构进行预测;用MEGA 4 NJ法构建系统进化树。结果:RpoS是一个亲水性蛋白,没有跨膜区域和信号肽,有糖基化位点和高水平的磷酸化位点,α-螺旋和无规则卷曲是其主要二级结构。结论:生物信息学预测表明RpoS具有较高比例的磷酸化位点和由α-螺旋和无规则卷曲组成的二级结构,这与其整合和响应环境中不同的胁迫信号刺激,诱导一般胁迫反应使细菌在逆境中得以生存的生物学功能相吻合。

普城沙雷菌A21-4根际定殖能力及其对辣椒生长和诱导抗病性的影响

本文探讨了辣椒疫病生防菌普城沙雷菌A21-4在辣椒根际的定殖能力及其对辣椒的促生长和诱导抗病性影响。以108cfu·mL-1A21-4菌液处理辣椒苗,A21-4能够有效地定殖在辣椒根际土壤和辣椒根部,移栽第30 d在根际土壤和辣椒根部均保持106cfu·g-1以上定殖密度。辣椒根际土壤中A21-4的定殖密度和病原菌存在与否无显著差异,而辣椒根部A21-4的定殖密度在病原菌存在时显著高于没有病原菌的;A21-4处理有效促进了辣椒地上部和根部的各项生育指标,同时,显著提高了辣椒叶绿素含量和根系活力。A21-4处理的辣椒苗叶绿素含量和根系活力比对照各提高86.1%和481.8%;经A21-4处理后,辣椒根部和叶部的SOD、POD和PAL活性明显提高,辣椒根部的SOD、POD和PAL活性峰值分别比对照提高44.7%、64.2%和77.0%,辣椒叶部SOD、POD和PAL活性峰值分别比对照提高27.9%、134.9%和87.0%;此外,A21-4浸根处理还能够提高辣椒叶部对辣椒疫霉菌的抗性。

盐胁迫下普城沙雷氏菌F-06对玉米幼苗的促生效果

【背景】研究证实部分微生物可促进农作物生长并能提高其耐盐性。【目的】从宁夏回族自治区北部盐碱地分离筛选获得了一株编号F-06的细菌,在探究其生理生化特性的基础上,开展盐胁迫下其对玉米幼苗的促生作用。【方法】通过形态学特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列等对菌株F-06进行菌种鉴定;在100 mmol/L NaCl胁迫下,采用砂培试验评价其对玉米幼苗的促生效果。【结果】菌株F-06为短杆状,属于革兰氏阴性菌,可以在2%-10%的NaCl浓度范围和pH8.0-11.0的环境下正常生长,具有固氮、解有机磷、解钾、产铁载体、产1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶和产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)等特性,经鉴定为普城沙雷氏菌(Serratia plymuthica)。以不添加NaCl为对照组,玉米幼苗在100 mmol/L NaCl处理组中,生长被显著抑制;NaCl+F-06处理组与NaCl处理组相比,玉米幼苗的株高、茎粗、茎叶鲜重和干重均显著增加,分别为11.36%、15.97%、36.63%和18.42%,根鲜重和干重也增加了8.54%和10.0%(P<0.05);玉米幼苗叶片脯氨酸含量显著增加,叶绿素和丙二醛含量降低(P<0.05);超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性下降5.3%,过氧化物酶(peroxidase,POD)活性显著下降了61.9%,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性提高了40.33%(P<0.05)。【结论】菌株F-06能够在100 mmol/L NaCl胁迫下促进玉米幼苗生长。