冰核真菌削弱赤拟谷盗抗寒力的初步研究

赤拟谷盗Triboliumcastaneum是不耐结冰的害虫 ,在冬季它通过降低过冷却点以避免结冰造成的致命伤害。冰核活性细菌能显著提高昆虫的过冷却点 ,使之在较高的零下温度发生结冰。试验证明冰核活性真菌也能显著提高赤拟谷盗的过冷却点。对照组平均过冷却点为 - 14 9℃。用 10g L的冰核真菌制剂喷洒虫体 ,风干后测定 ,平均过冷却点提高到 - 4 8℃。用 0 1g L处理后至少在 7天内过冷却点保持较高。这些结果表明冰核真菌可能成为一种在冬季使用的。

冰核真菌研究

自1993年起,从冻害严重的三北地区搜集植物和土壤样品,分离和搜集到500多株真菌,从中筛选到12株在-7℃具有冰核活性的真菌,对其中6株在-5℃有冰核活性的冰核真菌进行了分类鉴定.结果均属Fusarum内的4个种:AS3-4594菌株为燕麦镰刀菌(F.avenaceum)采自河北党参上;F9801菌株为串镰刀菌(F.moniliforme),自张家口的草根上;F9501和F9502菌株为禾谷镰刀菌(F.graminearum)分别采自黑龙江和长春的杨树上;F9401和F9402菌株为拟技孢镰刀菌(F.sportrichioides)采自新疆的棉花上和北京的豌豆上.其中在(F.graminearum和F.sportrichioides这两个种内发现具有冰核活性的真菌,未见国外报道.研究结果表明.F9502(F.graminearum)菌株,不同温度处理10 min,在40℃～50℃仍具有较强的冰核活性.对热稳定性强;F9502菌株的菌液在pH2～12范围内成冰活性稳定,pH1和pH14时丧失冰核活性,pH6～7时冰核活性最佳;冰核真菌菌液被蛋白酶处理后很快丧失冰核活性,证明真菌与细菌冰核一样,其成冰活性物质是蛋白质;酯酶的处理和氯仿抽提对F9502的菌液的冰核活性无大影响.这证明了脂类并非冰核真菌形成成冰活性物质的必需成分;凝集素和3种流基修饰剂处理对F9502菌株的菌液的冰核活性几乎无影响。

冰核真菌的冰核活性及其种类鉴定

作者从1993年起至今，从已分离和搜集到的500多株真菌中筛选出在-5℃具有冰核活性的真菌6株，它们-5℃的冻滴率高低顺序为F9502（100%）=F9501（100%）＞F9401（96％）=AS3．494（96%）＞F9801（94%）＞F9802（92%），结冰点高低顺序为F9502（-2．7℃）＞F9501（-3．4℃）＞F9401（-4.4℃）＞AS34594（-4.5℃）＞F9801（-4．7℃）＞F9402（-4．8℃），以F9502菌株活性强而稳定。经鉴定确定：F9401和F9402菌株为FusartumSportFichioldesSherb．；AS3．4594菌株为FavenaceumSacc．；F9501和F9502菌株为F.gramlnearumSchwabe；F9801菌株为F．monilijormeSheldon。F．Sportrlchloides和F．graminearum作为冰核真菌未见报道。本结果为揭示冰核真菌与植物冻害关系及冰核真菌开发应用研究提供了菌种资源，有重要应用价值。

冰核真菌胞外冰核产生条件、成冰生物学特性及其分离纯化的研究

果糖和葡萄糖作碳源、硫酸铵作氮源、培养温度25℃以下、培养液初始pH5～7和少量通气都利于胞外冰核产生,最佳培养时间受培养温度和接种菌龄的制约,而低温处理、光照及添加丝裂霉素C和HNPA对胞外冰核产生无明显影响。胞外冰核耐热(40℃处理后仍保持较高活性),酸碱适应性强(pH2～13);温度50℃以上、蛋白酶K和高浓度脲处理可完全失活或严重破坏其冰核活性,表明蛋白是真菌胞外冰核的必需成分;胞外冰核溶液中盐浓度高于50mmol/L时,活性才受抑制。25%冰乙醇可有效沉淀真菌胞外冰核,同时又保持较高活性;分离纯化的初步研究显示真菌胞外冰核分子量很大,电荷组成和分布上不均一,所带净电荷为负。本研究加深了对真菌胞外冰核的认识,为进一步分离纯化奠定了基础。