木霉拮抗灰霉菌对环境pH的影响

灰霉菌Botrytis cinerea引起的果蔬花卉灰霉病,易发难防。灰霉菌侵染寄主植物初期分泌的草酸是重要的致病因子,草酸主要通过降低环境pH等作用对寄主植物产生较强致病力。木霉是防治灰霉病的重要生防菌,且有研究表明木霉具有消除草酸的作用,但这种作用是否参与了灰霉病的防治仍未知。本研究探讨哈茨木霉(Trichoderma harzianum)LTR-2消除草酸并改变环境pH的水平,并进一步分析LTR-2拮抗灰霉菌在PDA和植物组织中对峙培养对环境pH的影响,同时统计分析多株木霉抑制灰霉菌与环境pH改变的相关性,以及LTR-2对峙灰霉菌对草酸的消除作用。结果表明,LTR-2在<50 mmol·L-1草酸浓度下可有效提高环境pH。LTR-2与灰霉菌在PDA和植物组织中的共培养均可有效缓解灰霉菌造成的环境酸化。Pearson相关性分析表明,木霉对灰霉的抑制率与环境pH之间呈线性正相关。另外,本研究验证了LTR-2有效防治黄瓜叶片上灰霉病时,能够消除叶组织环境中的草酸。本研究结果暗示消除草酸对环境的酸化作用是木霉防治灰霉病的机制之一。

木霉对草酸耐受和消除作用的初步分析

【目的】草酸(Oxalic acid,OA)是灰霉菌(Botrytis cinerea)等植物致病菌的致病因子,一些木霉(Trichoderma spp.)生防菌可消除草酸并降低植物发病率,但其消除草酸防治病害的途径和机制尚未研究透彻。【方法】首先从42株木霉菌株中筛选出一株在30 mmol/L草酸胁迫下耐受性最强的哈茨木霉T.harzianum LTR-2,通过形态学方法观察和原位分析了不同浓度草酸胁迫下LTR-2的发育特征变化,并测定了草酸消除水平、滤液p H和菌丝干重,分析了LTR-2在草酸为唯一碳源的生长情况。通过Real-time PCR分析了OXDC基因LTR_4445在草酸处理下的表达水平。【结果】在PDA固体培养基中,25°C半光照条件下培养5 d,在草酸浓度为50-80 mmol/L时,LTR-2可存活,但无正常菌落形态;在30-50 mmol/L浓度下,LTR-2先萌发厚垣孢子,而后再次萌发菌丝形成菌落;在<30 mmol/L浓度下,LTR-2发育正常,仅生长速度减缓。25°C、160 r/min振荡培养5 d,LTR-2可消除草酸。在20 mmol/L浓度时,草酸消除率最高,为66.50%;10 mmol/L浓度中的消除率次之,为55.06%。草酸浓度>50 mmol/L时,消除能力下降为6.75%-38.94%。相应地,培养液p H被不同程度地提高,在10、20 mmol/L草酸浓度下提高的幅度更大。当草酸浓度<20 mmol/L时,木霉的菌丝干重有不同程度的提高。将草酸作为唯一碳源进行液体培养5 d时,在10、20 mmol/L浓度下,LTR-2可形成肉眼可见的绿色菌丝球,但高于50 mmol/L条件下无法生长。草酸处理下,LTR_4445表达水平上调。【结论】通过分析LTR-2在草酸胁迫条件下的形态特征变化及消除草酸的特性,暗示在木霉消除草酸作用中除了已知的草酸降解代谢途径,还存在响应草酸胁迫模式的转变、将草酸作为前体转化为营养物质的途径等其他消除途径。