产2,4-二乙酰基间苯三酚的微生物研究进展

在土壤环境中,大多数2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)是由荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)产生的。它在生物防治中具有重要作用。对近年来2,4-DAPG的生物合成及调控机理,2,4-DAPG在诱导系统抗性(ISR)的机制,2,4-DAPG的生物反应模式、生态效应,荧光假单胞菌农田生物防治应用实例等相关研究进行了综述。

荧光假单胞菌2P24中opgGH基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的产生

【目的】抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphloroglucinol,2,4-DAPG)是生防菌株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24防治植物病害的关键因子,然而对2,4-DAPG生物合成的调控通路并未完全解析。【方法】前期利用Tn5随机突变的方法获得一株对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)拮抗能力完全丧失的突变菌株W3,本研究利用基因互补等方法研究该突变体中被破坏的基因对菌株2P24分泌2,4-DAPG和其他生防相关性状的影响。【结果】Tn5插入位点及其序列分析表明突变菌株W3中Tn5破坏了opgG基因。鉴于opgG和opgH基因组成操纵子,利用同源重组技术构建了opgGH内缺失突变菌株。与野生菌株2P24相比,opgGH突变菌株中2,4-DAPG的产量显著降低。对其他生防相关性状的检测发现,突变opgGH基因并不影响群体感应系统(quorum sensing,QS)信号分子的产生、氢氰酸的产生以及生物膜的形成,但可抑制菌株2P24的游动性。转录融合实验进一步表明opgGH基因并不调控gacA基因及其调控的小RNA分子编码基因的表达,这些结果表明opgGH基因可能不通过Gac/Rsm信号通路影响2,4-DAPG的产生。另外,高渗透势条件下,菌株2P24可通过opgGH基因调控2,4-DAPG的产生。【结论】菌株2P24中opgGH基因正调控抗生素2,4-DAPG的产生、游动性以及抑菌能力,是该菌株中一个与生防性状相关的重要调控因子。

荧光假单胞菌2P24中retS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚合成的影响

假单胞菌中RetS是一个位于膜上的感应激酶,对多种基因的表达都有调控作用。在铜绿假单胞菌中,RetS可以与另一个感应激酶GacS直接互作,并抑制GacS的磷酸化。【目的】本文利用遗传学方法研究了荧光假单胞菌2P24中RetS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)合成的影响,并对其可能的调控机制进行了初步探索。【方法】利用高压液相色谱法(HPLC)检测2P24及其衍生菌株中2,4-DAPG的产量。将Gac/Rsm信号途径中小RNA及调控蛋白的转录报告质粒转入到菌株2P24及其retS突变菌株中,检查RetS对以上基因转录表达的影响。【结果】菌株2P24中缺失retS后未知红色素和抗生素2,4-DAPG的产量较野生型均明显升高。进一步试验表明,RetS转录水平负调控小RNA RsmX和RsmZ的表达,这说明RetS可在转录后水平影响2,4-DAPG的合成。然而,同时缺失retS和gacS或同时缺失retS和gacA之后,由retS单基因缺失所造成的未知红色素和2,4-DAPG合成量升高、小RNA转录表达增强等性状消失,而与gacS或gacA单基因缺失突变体的表型一致。【结论】以上结果说明菌株2P24中RetS是2,4-DAPG及未知红色素合成的负调控因子,并且RetS对2,4-DAPG及未知红色素合成的调控依赖于Gac/Rsm信号传递路径。

嫁接对西瓜根际微生物种群数量及群落结构的影响

分别采用微生物培养的方法、16SrDNA PCR-RFLP方法和phlD基因PCR-RFLP方法研究了嫁接对西瓜根际微生物种群数量、细菌群落结构及拮抗菌(2,4-DAPG产生菌)群落结构的影响。结果表明:①嫁接西瓜根际细菌和真菌数量有所提高,而放线菌数量则有所减少。②嫁接西瓜与自根西瓜具有1个相同的主要根际细菌基因型;不同砧木嫁接的西瓜与自根西瓜也分别具有不同基因型的细菌。③嫁接西瓜具有与自根西瓜不同的主要根际拮抗菌基因型。

荧光假单胞菌对湿地松幼林生长量的影响

将荧光假单胞菌Q2-87和1M1-96两菌株施用于1 a生、2 a生和3 a生的湿地松幼林;一个湿地松生长高峰期后,分析自然状态下幼林的生长规律,同时进行施菌前和施菌后苗高和地径的比较。结果表明:13片自然状态下生长的幼林生长情况符合前人总结的规律;2所有施菌的湿地松幼林经过一个生长高峰期后,高增长率均未得到显著提高;3施菌的1 a生幼林地径增长率提高极显著,施菌的2 a生幼林地径增长率提高显著,而施菌的3 a生幼林地径增长率提高不显著。通过分析,认为施菌的3 a生湿地松的地径增长率未提高不显著,原因是该龄期的湿地松对2,4-DAPG已经不敏感。因此,本文的结论是荧光假单胞菌Q2-87和1M1-96通过其产生的2,4-DAPG主要作用于低龄(2 a生以下)的湿地松,并导致其产生类似于生长素作用产生的促生效应,从而使湿地松地径明显地增长。