海洋曲霉和海洋木霉抗植物病原菌活性次级代谢产物研究进展

植物病原菌是引起植物病害的主要因素之一,给农业生产造成了巨大的经济损失。真菌病害是植物病害中最大的一类,占植物病害的70%~80%;细菌病害发生面积广、危害性极其严重,并且难以防治。长期以来,植物病原菌的防治依赖于化学农药,造成了病原菌的抗药性增强、农药残留和环境污染等问题。近年来,研发环境友好、高效、低毒和不易产生抗药性的生物农药成为热点。由于海洋真菌生活在生境独特的海洋环境中,能够产生许多结构新颖、生物活性高的次级代谢产物,因而成为具有新颖结构的农用活性天然产物的重要来源。其中,海洋曲霉和海洋木霉是海洋真菌天然产物领域研究较多的属。本文综述了1992年至今海洋曲霉和海洋木霉来源的具有抗植物病原菌活性的42个新天然产物,包括聚酮类、萜类、肽类和生物碱类等结构类型,以期为生物农药的研发提供先导化合物方面的资料。

三株海洋木霉的应用潜力

【目的】探索3株海洋生境木霉的应用潜力。【方法】经过筛选和诱变,获得高抑菌活性及产孢量的木霉突变株;通过优化培养基、温度、初始p H考察其产孢量及最适培养条件;综合抑菌谱、重寄生及抑菌相关基因考察其抑菌活性;采用特殊培养基法考察其产纤维素酶、植酸酶、铁载体以及降解磷钾的能力,高效液相色谱法测定其产吲哚乙酸能力。【结果】3株木霉菌的产孢量分别为3.45×108、3.10×108和2.55×108 CFU/cm2,与野生型相比分别提高了88.52%、63.16%和180.22%;且均可产生厚垣孢子,其中XG20-1厚垣孢子产量最高,达到3.56×108 CFU/m L。3株木霉菌具有较广抑菌谱及对番茄早疫病菌的重寄生作用,同时扩增得到Tex1、Nag1、Eg1基因,生物学测试显示其均具有产纤维素酶、几丁质酶以及铁载体的能力,证明其抑菌活性是多种机制共同作用的结果;菌株可以降解磷钾,且吲哚乙酸产量分别为2.61、1.57和1.92 mg/L,具有促进植物生长的潜力。【结论】本文中3株木霉菌在开发为生防菌与生物肥料方面展现出良好的应用潜力。

海洋生境棘孢木霉TCS007菌株的鉴定及抑菌活性

为研究一株分离自南极海洋沉积物的菌株TCS007的分类地位、菌株抗逆性能及抑菌活性,采用形态及ITS序列分析对菌株进行了鉴定;比较了低温、高温及高盐3种胁迫条件下与正常条件下TCS007的菌丝生长差异,以评价菌株的抗逆性能;通过平板对峙试培养法测定了TCS007对16种植物病原真菌的抑菌谱;用乙酸乙酯提取TCS007发酵滤液中的代谢产物,并通过菌丝生长速率法测定了其对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum的抑制活性。结果显示:TCS007菌株被鉴定为棘孢木霉Trichoderma asperellum,并展现出在高盐胁迫下具有良好的抗逆性能;其对16种供试植物病原真菌的抑制率在56.65%~87.62%之间,其中对小麦全蚀病菌Gaeumannomyces graminsis的抑制活性最高。TCS007发酵滤液乙酸乙酯提取物对油菜菌核病菌具有明显的抑制作用,其EC50值为38.80μg/mL。研究结果表明,TCS007及其代谢产物具有拮抗植物病原真菌的生防功能,具有开发成生物农药的潜在价值。

海洋生境棘孢木霉菌TCS007对植物的促生长及诱导抗逆作用

为研究海洋生境棘孢木霉菌Trichoderma asperellum TCS007对植物的促生长及诱导抗逆作用,以黄瓜和水稻为试材,评价菌株TCS007对植物种子萌发、幼苗和根系生长等生长量及其对叶绿素、可溶性糖和蛋白含量的影响,并在低温和高盐胁迫条件下,研究其对植株生长相关生理指标影响。结果表明:1×10^(6)CFU/mL的TCS007孢子悬浮液可以显著促进黄瓜种子萌发,且处理后黄瓜幼苗的株鲜重、叶面积、根鲜重及根系活力分别提升13.53%、17.97%、66.67%和27.30%,总叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别增加22.75%、18.24%和8.60%;在5℃、10℃和15℃低温胁迫下,1×10^(6)CFU/mL的TCS007孢子悬浮液显著提高了黄瓜叶片中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低了丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC);在0.1 mol/L的氯化钠(高盐)胁迫下,不同含量的TCS007孢子悬浮液均可显著缓解氯化钠对水稻幼苗的盐害作用,且随着孢子含量的增高,缓解效果越为明显,其中添加5%1×10^(6)CFU/mL TCS007孢子悬浮液的水稻幼苗POD、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加并能降低其REC。综上,棘孢木霉菌TCS007对植物具有良好的促生长效果和诱导抗逆作用,研究结果可为其开发成为新型生物农药提供理论依据。

烟草主要病害拮抗菌的筛选鉴定及除草活性分析

为筛选出对烟草常见病害及烟田杂草具有良好防效的海洋来源生防菌,对海洋红树林来源木霉进行分离纯化,并采用形态学结合分子生物学方法进行种属鉴定,同时还进行抑菌和除草活性测定。结果表明,分离纯化的25株海洋木霉中有棘孢木霉(Trichoderma asperellum)17株,哈茨木霉(T.harzianum)3株,钩状木霉(T.hamatum)2株,里氏木霉(T.reesei)2株,拟康宁木霉(T.koningiopsis)1株。1株里氏木霉HT6,1株钩状木霉HT8,1株拟康宁木霉HT11和10株棘孢木霉HG2、HG9、HG11、HG14、HG16、9HG、HJ3、5HJ、HJ7和HT2对黑胫病菌有明显的抑制效果,抑制率达到60%以上。4株棘孢木霉HG9、HG11、HG16、HT3和1株拟康宁木霉HT11对烟草赤星病菌的抑制率达到40%以上。2株里氏木霉HT6和HT7对青枯菌有抑菌活性,1株钩状木霉HT10对反枝苋有较好的除草活性。