枯草芽胞杆菌GXHZ16抑制烟草疫霉病菌的表达谱分析

烟草黑胫病由烟草疫霉菌Phytophthora nicotianae侵染引起,是烟草生产上一种分布广泛、为害严重的土传病害。本实验室前期从广西贺州富川烟区健康烟株根际土壤中分离筛选获得一株枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis GXHZ16,对峙培养发现该菌株对烟草疫霉菌具有良好的拮抗活性(抑制率65.79%)。为探究菌株GXHZ16对烟草疫霉菌的可能抑制分子机理,本研究分别针对枯草芽胞杆菌GXHZ16与烟草疫霉菌对峙培养36h(处理组)和0h(对照组)的混合样品,采用高通量转录组测序(RNA-Seq)技术结合生物信息学分析对峙培养36 h后枯草芽胞杆菌的基因差异表达谱及所涉及的信号通路变化。结果发现:对峙培养36 h后枯草芽胞杆菌GXHZ16有1607个基因发生了显著差异表达,包括810个上调表达基因和797个下调表达基因;其中筛选获得的显著表达基因特别是上调表达的基因(包括鞭毛装配、细菌趋化性相关基因以及与表面活性素、丰原素和制磷脂菌素合成相关的10个相关基因)可能均涉及枯草芽胞杆菌对烟草疫霉菌的抑制作用。进一步的GO富集分析显示,共有1343个差异表达基因被注释到不同的功能亚类中,涉及差异基因最多的为细胞组分类别中的细胞解剖实体。特别地,KEGG富集分析显示,共有551个差异表达基因归到数百个Pathway中,其中涉及差异表达基因最多的是微生物在不同环境中的代谢途径;其他主要代谢途径有鞭毛装配和淀粉蔗糖代谢等;此外,细菌趋化性通路和单环菌素生物合成通路也高度富集。总之,本研究从转录组水平分析获得了枯草芽胞杆菌(与烟草疫霉对峙培养后)的基因差异表达图谱及相关调控代谢途径;为进一步阐明芽胞杆菌抑制植物病原真菌的生防机制并提高枯草芽胞杆菌的生防效果奠定了基础。

1株枯草芽胞杆菌的鉴定及其产脂肪酶特性

【目的】对1株产脂肪酶细菌MY016进行鉴定并对其产脂肪酶特性进行研究,为后期规模化发酵生产脂肪酶及其在畜牧业中的实际应用奠定基础。【方法】采用形态学观察、生理生化鉴定、16S rDNA测序分析,对实验室分离保存的1株产脂肪酶细菌MY016进行鉴定;通过菌落和芽胞计数、生长曲线测定,对MY016的生长特性进行分析;通过产脂肪酶量和酶活检测、脂肪酶基因扩增和系统进化分析,对MY016菌株的产脂肪酶特性进行探讨。【结果】产脂肪酶细菌MY016经形态观察、生理生化鉴定和16S rDNA分析,被鉴定为枯草芽胞杆菌。MY016在培养2 h后进入对数生长期,生长迅速;培养10 h其菌液600 nm吸光度最高达到4.7,随后进入稳定期;12 h时活菌数约为5.3×10^(9)CFU/mL;培养22 h后开始二次生长,吸光度最高达5.2;培养46 h后进入衰退期。芽胞观察和计数结果显示,MY016菌株在接种16 h后开始形成芽胞,随着培养时间延长,芽胞形成率逐渐升高,直至72 h完全形成芽胞,芽胞数最高为1.9×10^(9)CFU/mL。产脂肪酶能力检测结果显示,MY016菌株在培养36 h时产酶量达到最大,为246.918 mg/L,然后总酶量逐步降低;48 h时总酶活达到最高,约为281.883 U/L。成功扩增了MY016菌株的脂肪酶基因,并构建系统进化树,结果显示MY016脂肪酶基因与其他芽胞杆菌的脂肪酶基因亲缘关系最近,表明其脂肪酶基因进化保守。【结论】产脂肪酶枯草芽胞杆菌MY016生长迅速、产酶量稳定,总酶活较高,适合后期规模化生产和在畜牧业中推广应用。

内生枯草芽胞杆菌WZ10对马铃薯枯萎病防效及功能测定

为明确枯草芽胞杆菌WZ10的生物学功能及对马铃薯枯萎病的室内防治效果。本研究利用Salkowski’s比色法和分光光度法、室内盆栽试验对菌株WZ10促生能力进行测定;通过室内防病试验和生理生化测定分析菌株WZ10的防病效果;并利用透明圈法对其解磷、解钾能力进行测定。结果表明,枯草芽胞杆菌WZ10具有产IAA和解无机磷能力,并对马铃薯植株的生长有明显的促生作用,与对照植株相比,接种菌株WZ10后马铃薯植株的株高、根长和鲜重均显著增加,分别提高了14.34%、19.75%和77.07%,马铃薯植株的PPO、POD、SOD酶活性和可溶性蛋白含量显著升高。同时,菌株WZ10对马铃薯枯萎病的室内防治效果达80.65%,显著高于30%甲霜·噁霉灵水剂处理。菌株WZ10具有较强的促生能力,且对马铃薯枯萎病具有显著的防治效果,该研究可为后续菌株WZ10功能开发和枯萎病病害防治奠定基础。

基于麦芽糖诱导型启动子在枯草芽胞杆菌中异源表达麦芽四糖淀粉酶及其酶学性质的研究

麦芽四糖淀粉酶(Maltotetraose amylase,Mta)可以从淀粉的非还原末端特异性依次切割第4个α-1,4糖苷键形成麦芽四糖,目前在食品、医疗保健和造纸等领域具有重要应用。构建安全、高效的表达系统强化麦芽四糖淀粉酶的重组表达,进而降低以其为核心酶的麦芽四糖生物转化过程的生产成本具有迫切的现实需求。本研究将源自Pseudomonas saccharophila(DSM 654)的麦芽四糖淀粉酶基因mta在枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis中重组表达,利用麦芽糖诱导型启动子实现其安全高效表达,之后对重组酶进行分离纯化和酶学性质表征。结果显示,将携带麦芽糖诱导型启动子Pglv的表达载体转入B.subtilis WB800N中,成功构建工程菌后进行诱导表达,并且利用金属离子螯合层析技术成功获得了Mta纯酶。酶学性质研究结果显示其最适反应温度为55℃,最适反应pH为7.5。动力学常数Km为(1.26±0.17)g/L、kcat/Km为(2275.07±32.83)L/s·g,纯酶在4℃储存14 d后保留40%的酶活力。本研究成功构建出安全、高效表达重组麦芽四糖淀粉酶的表达系统,为其规模化制备和应用提供了新策略。

枯草芽胞杆菌BSD-2中ybfB基因敲除及生物信息学分析

在前期突变体库研究中发现,ybf B缺失的枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis BSD-2丧失了其抑真菌活性。本研究通过敲除并恢复BSD-2中ybf B基因,进一步确认其缺失对菌株生物活性的影响,并利用生物信息学手段对其基因序列和编码蛋白质序列进行了预测分析。本研究成功敲除BSD-2菌株的ybf B基因,构建突变株B-Y-k,并成功构建其回复突变株B-Y,平板对峙实验结果显示突变其ybf B基因该菌株失去其抗真菌活性,回复突变株抗真菌活性恢复,表明该基因与其抗真菌相关。生物信息学分析显示该基因全长1 251 bp,编码416个氨基酸,具有12个跨膜螺旋区,为疏水性蛋白,推测该蛋白为疏水性跨膜转运蛋白,可能参与活性物质的转运。

Klac PNP基因密码子优化及在枯草芽胞杆菌中的高效表达

嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)是嘌呤补救合成途径中的关键酶,嘌呤降解途径涉及氧化嘌呤环裂解,在人体中形成尿酸作为最终产物,增加患痛风的风险。为提高PNP的发酵水平,将来源于乳酸克鲁维酵母的PNP基因进行密码子优化,分别将优化前后的目的PNP基因连接至分泌表达载体pBSA43,并在枯草芽胞杆菌WB600中重组表达PNP-YP-pBSA43、PNP-YO-pBSA43。结果显示,密码子优化前的酶活力为333.69 U/mL,优化后的酶活力达到351.61 U/mL。为进一步提高重组蛋白表达量,通过响应面分析得出优化后重组菌株产PNP的最佳发酵条件为初始pH为6.67、发酵时间55 h、发酵温度28.7℃。在该条件下,重组PNP活力为372.79 U/mL,相比未优化前提高了12%。来源于乳酸克鲁维酵母的PNP基因经密码子优化后重组表达,酶活力显著提高,对PNP在枯草芽胞杆菌中高效表达奠定了基础。

CTA1-DD蛋白在枯草芽胞杆菌中的分泌表达

有研究证实,霍乱毒素(CT)A1亚基与葡萄球菌G蛋白的D肽偶联构建的融合蛋白CTA1-DD具有良好的佐剂效果。为了获得重组CTA1-DD蛋白在枯草芽胞杆菌中的表达,将CTA1-DD基因连接到表达载体pHT43中,构建重组枯草杆菌表达载体pHT43-CTA1-DD。将重组载体转化到枯草芽胞杆菌WB600中,用IPTG诱导重组菌表达,发酵液离心后取上清液,通过SDS-PAGE和Western blot方法分析蛋白表达情况。发酵上清液经Ni-IDA琼脂糖树脂纯化,与流感病毒HA抗原混合后共同滴鼻免疫小鼠后采集小鼠血清和支气管肺泡灌洗液检测IgG和IgA的抗体水平。结果显示:重组CTA1-DD蛋白在枯草芽胞杆菌中能够分泌表达,在发酵罐中发酵36 h情况下蛋白表达量最高,目的蛋白大小在42 kDa左右,蛋白产量最高能到700μg/mL,Western blot检测目的蛋白正确表达。重组蛋白经过Ni-IDA琼脂亲和层析纯化后与HA抗原混和滴鼻免疫小鼠,ELISA结果显示CTA1-DD蛋白组针对HA抗原能够诱导更高的血清IgG和黏膜IgA抗体水平,说明枯草芽胞杆菌表达的CTA1-DD蛋白具有佐剂活性。试验结果为进一步研究CTA1-DD蛋白在黏膜佐剂的大规模生产应用奠定了基础。

枯草芽胞杆菌GB519在水稻植株中的定殖及对稻瘟病田间防效

枯草芽胞杆菌GB519是一株具有广谱抑菌活性的生防菌株。本研究利用绿色荧光蛋白标记的菌株GB519-GFP处理水稻种子、根和叶片,结合激光共聚焦显微镜观察和抗生素平板回收检测的方法,探究其在水稻根茎叶中的定殖动态。结果显示:经GB519-GFP发酵液处理水稻种子、根和叶片后,菌株均可内生定殖于植株的表皮、皮层和维管束中,表明其可在水稻植株内迁移和定殖。GB519-GFP在处理部位的定殖量通常呈现先减少后增多的趋势,非处理部位3~5 d后即可检测到标记菌株。浸种处理,3 d后在幼芽中可检测到标记菌株;20 d后在根中的菌量最多,达5.7×10^(5) cfu/g。灌根处理,1 d后根中菌量为5.4×10^(5) cfu/g;20 d后根、茎和叶中菌量均达到最大值;处理80 d后,根中定殖数量仍达1.9×10^(5) cfu/g。叶面喷施处理,1 d后叶片菌量为4.2×10^(5) cfu/g;20 d后叶片菌量达4.4×10^(5) cfu/g。不同处理方法在各部位的定殖量几乎均在处理20 d后达到峰值。采用叶面喷施GB519对稻瘟病穗颈瘟的田间防效达73.9%,表明叶面喷施GB519能够起到防控稻瘟病的作用。本研究为使用枯草芽胞杆菌GB519防控水稻稻瘟病提供指导。

枯草芽孢杆菌表达系统研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的研究已有百年历史,但前期工作仅限于分离鉴定、形态观察和功能鉴定。枯草芽胞杆菌是一类属于芽孢杆菌属的革兰氏阳性细菌,其粒径大小为(0.8~1.2)微米×(1.5~4.0)微米,主要存在于土壤和腐败的有机物中,是一类杆状好氧细菌,也是一种常见的蛋白表达宿主,具有易培养、无致病性、发酵工艺完善等优点,可用于多种工业酶的高效表达。然而,枯草芽胞杆菌的高效表达体系还不够理想。本文对枯草杆菌高效表达体系的研究进展进行了综述,以期为该菌株的高效表达奠定基础。

16S rRNA测序分析枯草芽胞杆菌喷鼻对猪鼻腔菌群影响的研究

为了探究枯草芽胞杆菌对哺乳仔猪鼻腔中微生物多样性及其功能的影响,选用1株来源于猪鼻腔的枯草芽胞杆菌NS15对哺乳期仔猪进行喷鼻试验,于喷鼻后第7天采集鼻腔拭子,随后利用16S rRNA基因高通量测序技术检测分析鼻腔拭子样本菌群结构并进行功能预测。结果显示:猪鼻腔的优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。喷鼻后不影响优势菌门的组成,但是各菌门的丰度发生变化,如厚壁菌门和放线菌门的丰度增加,其中厚壁菌门中的乳杆菌属(Lactobacillus)和放线菌门中的罗氏菌属(Rothia)等有益菌属丰度增加;而变形菌门和拟杆菌门等有害菌门的丰度下降,包括变形菌门中的不动杆菌属(Acinetobacter)、嗜麦芽窄食单胞菌属(Stenotrophomonas)和鲍特菌属(Bordetella)以及拟杆菌门中的黄杆菌属(Flavobacterium)等有害菌属丰度下降。进一步Tax4Fun功能预测结果显示,喷鼻枯草芽胞杆菌NS15后,猪鼻腔中能量、氨基酸和脂类等代谢通路显著上调。本研究解析了枯草芽胞杆菌与猪鼻腔微生物的相互作用,对仔猪的早期呼吸道疾病的预防提供了理论基础。

枯草芽胞杆菌T122F内生定殖及对香蕉枯萎病的防治效果

为了明确枯草芽胞杆菌T122F菌株对香蕉枯萎病的生防作用,对菌株在香蕉体内的定殖特性及对盆栽香蕉苗的防治效果进行了研究。结果表明,T122F能在香蕉体内定殖和传导,在香蕉根部、球茎、假茎和第2叶、第4叶中,T122F菌量的高峰分别出现在接种后第10、7、3、7、7天,菌量峰值分别为1.33×104、3.09×103、1.62×104、1.99×104和2.35×103 cfu/g鲜重,T122F菌株在香蕉体内的消长动态表现为先增长后下降的趋势。在接种枯萎病菌前4d和后2d分别采用200亿活芽胞/g枯草芽胞杆菌T122F可湿性粉剂300倍液灌根1次,对香蕉枯萎病的防治效果达66.00%。

枯草芽胞杆菌TR21叶腋喷施防治巴西蕉枯萎病

枯草芽孢杆菌TR21是一株植物内生菌,能够通过叶腋接种在香蕉体内定殖。采用叶腋接种法研究TR21对盆栽巴西蕉枯萎病的防治效果,并在大田采用随机区组试验设计,研究叶腋喷施TR21对巴西蕉枯萎病的防治效果和对巴西蕉挂果情况的影响。盆栽试验结果表明,按每次5.0×108 cfu/株的接种量,每隔10 d使用1次,连续使用4次,以地上部分萎蔫程度统计,30 d防效为(89.42±7.81)%,40 d防效为(85.95±2.77)%;结合地上部分萎蔫程度和球茎解剖结果统计,40 d防效为(79.32±4.49)%。从2008年4月至2009年2月进行田间试验,每次按1.8×108 cfu/株的用量,每隔10 d喷施1次,连续处理的植株到收获结束后,香蕉枯萎病发病率为(20.27±7.02)%,显著低于清水处理,防效达到61.92%。处理区2008年9月份的总挂果率达到25.00%,显著高于对照(3.13%),10月份的总挂果率为62.75%,高于对照(56.52%),但差异不显著。说明枯草芽孢杆菌TR21可以通过叶腋喷施接种防治巴西蕉枯萎病。

枯草芽胞杆菌B201产芽孢培养基优化

采用单因素试验及正交试验设计对枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis B201产孢培养基进行了碳源、氮源、无机盐筛选及优化,最终确定B201发酵培养基配方为玉米粉3 g/L,糖蜜10 g/L,豆粕粉10 g/L,鱼粉10 g/L,K_2HPO_4 2 g/L,Na_2HPO_4 2 g/L,MgSO_4 0.5 g/L,MnSO_4 0.5 g/L。优化后的培养基在500 L通气式机械搅拌发酵罐中进行了小试,结果表明B201生长快速,发酵16 h开始形成芽孢,26 h放罐后发酵液活菌量达到1.06×10^(10) CFU/m L,芽孢量8.8×10~9 CFU/m L,芽孢形成率为83.0%,活菌含量和芽孢形成率较高,为B201工业化生产奠定了基础。

枯草芽胞杆菌FB123细菌素的理化性质及抑菌谱的研究

研究了细菌素产生菌枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)FB123所产细菌素的理化性质及其抑菌谱。枯草芽胞杆菌FB123经过28℃、32h的发酵得到发酵上清液,用饱和度为50%的硫酸铵溶液沉淀发酵上清液中的细菌素。以革兰阴性菌大肠杆菌和革兰阳性菌金黄色葡萄球菌为指示菌,采用牛津杯法检测细菌素抑菌活性,对细菌素粗品进行理化性质的研究。结果表明该细菌素最适作用pH为6.0,最适作用温度40℃,具有较宽的pH作用范围和较好的热稳定性。各种蛋白酶、金属离子对其活性有不同程度的影响。抑菌谱试验结果表明,该细菌素对多种革兰阳性菌和革兰阴性菌有明显的抑制作用,虽然对部分真菌有抑制作用,但抑制作用较弱。

不同培养条件对枯草芽胞杆菌BS168-ΔsinR生物膜形成及维生素K2产量的影响

枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)是合成维生素K2的微生物之一,维生素K2的合成量又与细菌生物膜有重要关系。其中sinR是生物膜形成环节中的关键调节基因,我们用同源重组的方法构建枯草芽胞杆菌sinR缺失突变体(ΔsinR)菌株,再以BS168-ΔsinR菌株为出发菌株,采用微孔板法-结晶紫染色测定生物膜形成量,核酸定量仪测定胞外蛋白,苯酚硫酸法测定胞外多糖,HPLC测定维生素K2的生物合成量。比较分析了不同温度、pH、以及不同浓度的金属离子(Mn^(2+)、 Fe^(2+)、Ca^(2+))对枯草芽胞杆菌BS168及BS168-ΔsinR生物膜形成能力以及维生素K2合成量的影响。结果表明,重组菌BS168-ΔsinR生物膜形成能力和维生素K2合成能力均优于原始菌BS168,且重组菌在生物膜形成、维生素K2合成过程中对温度、酸碱性的适应能力也强于原始菌。一定浓度的金属离子可以促进生物膜的形成及维生素K2的合成。2株菌生物膜形成的最佳条件为温度37~40℃、pH 8.0、Mn^(2+)浓度0.01 mmol/L、 Fe^(2+)浓度1μmol/L、Ca^(2+)浓度0.01 mmol/L,维生素K2合成的最佳条件是温度40℃、pH 7.0~8.0、Mn^(2+)浓度0.1 mmol/L、 Fe^(2+)浓度50μmol/L、Ca^(2+)浓度1 mmol/L。该研究为深入探究sinR基因参与枯草芽胞杆菌生物膜形成的机制及提高维生素K2合成产量提供实验基础和理论支撑。

枯草芽胞杆菌TR21防控粉杂1号香蕉枯萎病的效果和对根系抗性相关信号物质累积的影响

本文研究了枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis TR21在大田对抗病品种粉杂1号枯萎病的防控效果及其与病原菌不同组合处理种苗根系抗性相关信号物质累积情况,评估了菌株TR21与粉杂1号结合减轻大田发病率的应用价值。田间试验设置清水对照区、菌株TR21可湿性粉剂喷叶区、菌株TR21可湿性粉剂喷叶+叶腋接种1次胶囊剂型区、菌株TR21可湿性粉剂喷叶+叶腋接种1次栓剂剂型区,并统计田间发病率、抽蕾率、断蕾率和产量。室内采用清水处理、菌株TR21叶腋接种、香蕉枯萎病菌FOC004孢子根系接种、菌株TR21叶腋接种后再在根系接种FOC004孢子的挑战接种4种处理方式,测定接种后不同时间点根系NO、H_2O_2和水杨酸(SA)变化。结果表明,TR21可湿性粉剂的不同处理均能降低粉杂1号发病率,其中喷叶区防效达72%,此外增加1次栓剂处理可以显著增加单株产量,并显著缩短粉杂1号生育期。对抗性信号物质测定发现,只有挑战处理能够在接种早期(4 h)激发NO的显著升高,并维持较长时间(72 h);3种处理均能够在早期(4 h)显著减少根系产生H_2O_2;病原菌和挑战处理在早期(4 h)能够激发根系SA含量显著升高。TR21叶腋喷施通过提高粉杂1号对枯萎病的抗性来降低田间发病率。

虾酱源枯草芽胞杆菌JZXJ-7对组胺中毒小鼠的保护作用

为探明虾酱源枯草芽胞杆菌JZXJ-7(Bacillus subtilis JZXJ-7,Bs-JZXJ-7)对组胺中毒小鼠的保护作用,采用模拟胃肠环境,研究Bs-JZXJ-7抗胃肠液消化特性;构建组胺中毒动物模型,检测C57BL/6J小鼠经Bs-JZXJ-7干预前后的疾病活动指数(disease activity index,DAI)、脏器系数、病理改变、肠黏膜紧密连接蛋白(胞质紧密连接蛋白-1和闭合蛋白)表达、肠组织细胞因子[白介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-10和肿瘤坏死因子-α]和抗氧化功能(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、总抗氧化和丙二醛)。体外研究结果显示,Bs-JZXJ-7经胃肠液孵育,存活率仍有91.53%,具有良好的抗蛋白酶酶解和耐酸碱腐蚀能力。体内研究表明,Bs-JZXJ-7能够显著(P<0.05)降低小鼠DAI值、缓解脾脏和肠组织肿大,减轻病理损伤。Bs-JZXJ-7还显著(P<0.05)上调肠黏膜紧密连接蛋白表达量,修复肠屏障功能,抑制细胞因子介导的结肠炎症和抗氧化系统调控的氧化应激。Bs-JZXJ-7改善了组胺中毒造成的机体损伤,有望成为开发“绿色”抗胺功能食品的原料。

枯草芽胞杆菌重组表达的Pantoea dispersa UQ68J蔗糖异构酶制备异麦芽酮糖的研究

异麦芽酮糖是蔗糖的同分异构体,具有多种优秀的生理功能,广泛应用于食品行业。蔗糖异构酶可以将蔗糖异构为异麦芽酮糖,与其他微生物来源的蔗糖异构酶相比,Pantoea dispersa UQ68J来源的蔗糖异构酶转化蔗糖时异麦芽酮糖产率高,副产物少。为了更好地将异麦芽酮糖应用于食品领域,该研究将P.dispersa来源的蔗糖异构酶在食品安全微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中重组表达,研究重组蔗糖异构酶的酶学性质并优化其制备异麦芽酮糖的反应条件。结果表明,重组酶的最适pH值为6.0,最适温度为30℃,在pH 5.0~8.0稳定性良好,在45℃下的半衰期为68 min。用该重组酶制备异麦芽酮糖,当蔗糖质量浓度为400 g/L,加酶量为20 U/g,在30℃、pH 6.0条件下转化10 h时,异麦芽酮糖产率可达90.61%,当蔗糖质量浓度提高到700 g/L,异麦芽酮糖产率仍可达89.20%。该研究提高了蔗糖异构酶的安全特性,实现了异麦芽酮糖的高产率,为工业生产异麦芽酮糖奠定了基础。

枯草芽胞杆菌TR21喷叶对粉蕉根系分泌酚酸的影响

为探索枯草芽胞杆菌TR21喷叶对广粉1号和粉杂1号粉蕉根系酚酸分泌的影响,测定了不同处理不同时间根系分泌物中的酚酸含量,并利用高效液相色谱测定第13天的根系分泌物中的酚酸组成,以及甲醇溶解物对香蕉枯萎病病原菌1号和4号生理小种孢子萌发的影响。结果显示,广粉1号TR21处理后4d和6d根系酚酸分泌量高于对照,处理后8、9、11、13d低于对照;TR21处理粉杂1号根系酚酸分泌量始终高于对照。广粉1号对照根系处理后13d分泌物中检测到阿魏酸、反式肉桂酸、芥子酸、对香豆酸、水杨酸和邻苯二甲酸,TR21处理仅检测到阿魏酸和反式肉桂酸;粉杂1号对照和TR21处理后13d的根系分泌物只检测到阿魏酸。不同处理的甲醇溶解酚酸显著抑制香蕉枯萎病1号生理小种小型分生孢子萌发,粉杂1号的抑制效果比广粉1号明显,TR21处理的粉杂1号抑制效果最显著。甲醇溶解酚酸对4号生理小种的分生孢子也有显著抑制作用,但不同处理间差异不显著。TR21喷叶可以改变粉蕉根系酚酸的分泌,但在抗感品种中引起的变化存在差异。

枯草芽胞杆菌TR21激发的广粉1号根系抗性信号物质累积

通过检测广粉1号根系中与抗性途径有关的信号物质NO、H_2O_2和SA含量变化,揭示枯草芽胞杆菌TR21菌株诱导的粉蕉系统抗性与SAR途径的关系。试验设置清水(CK)、TR21叶腋接种、香蕉枯萎病菌FOC004菌株根系接种和挑战接种(TR21叶腋接种24h后再根系接种FOC004)4种方式处理广粉1号种苗,测定4种方式接种后0、12、24、48、72、96h根系SA、NO、H_2O_2含量。结果显示:TR21处理和FOC004处理均在早期避免激活植物产生NO,而挑战处理则迅速激活植物根系产生NO并持续维持高水平;TR21处理和FOC004处理也在早期避免迅速激活植物产生H_2O_2,FOC004处理在24h才显著激发植物根系H_2O_2含量升高,而TR21处理需要到48h才使根系H_2O_2达到最高,但挑战处理在12h就显著激发了植物根系的H_2O_2,并一直维持较高水平;TR21处理早期显著激发植物根系游离SA的产生并避免植物产生结合态SA,FOC004处理则抑制植物根系在应答早期产生游离态和结合态SA,挑战处理主要激发植物长期稳定高水平产生结合态SA。试验表明,TR21叶腋接种的确可以激发广粉1号后期快速应答病原菌的入侵,对TR21进一步开发和大田生产应用具有意义。