瓦雷兹芽孢杆菌FZB42对松杉球壳孢抑菌活性的影响

松杉球壳孢能够侵害樟子松、黑松、油松等60多种针叶树,造成巨大的生态和经济损失,而化学药剂的长期使用会导致环境污染、森林有害生物产生抗药性等严重后果。瓦雷兹芽孢杆菌FZB42能够抑制多种植物病原菌的生长,试验采用硫酸铵沉淀、盐析等对FZB42发酵液进行初步分离纯化,以松杉球壳孢为指示菌,测定其抑菌活性,并通过运动性测定及生物膜形成测定对FZB42的定殖潜力进行评估。结果表明,FZB42对松杉球壳孢的抑制率为43.6%,其Landy培养基发酵液(60 h)对松杉球壳孢的抑菌率高达98%,且该发酵液能够严重破坏菌丝形态;FZB42发酵液中的有效抑菌物质为肽类物质,其分子质量大于10 ku;通过运动性试验及生物膜试验发现FZB42具有良好的体外定殖潜力。

表达Harpin蛋白的芽孢杆菌工程菌的构建及其生防效果

利用同源重组方法将来源于水稻细菌性条斑病菌的Harpin(HpaG Xooc)编码基因hpa1分别插入根围拮抗解淀粉芽孢杆菌FZB42的蛋白水解酶编码基因aprE和nprE位点,成功构建双拷贝Harpin表达工程菌株FZBHarpin。反转录PCR检测结果显示,hpa1能在RNA水平上正常转录表达。工程菌FZBHarpin发酵72 h后,其发酵液可引起烟草过敏性反应,这表明Harpin蛋白外泌胞外并保持生物活性。利用FZBHarpin浸种烟草后,烟草主根长达64.05 mm,比对照增加了30%,促生效果是FZB42的2倍。盆栽水稻白叶枯病防治试验结果显示,FZBHarpin防效为51.9%,比出发菌株FZB42防效显著提高。这为利用病原物中可激发植物产生抗病性的激发子来遗传改良生防微生物提供了理论基础。

干旱对解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)FZB42生物被膜的形成及根际定殖能力的影响

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)FZB42是一种植物根际促生菌(PGPR),能够促进植物生长,提高植物抵抗病害\,干旱和盐胁迫的能力。但关于干旱胁迫下解淀粉芽孢杆菌FZB42自身生物被膜形成能力及根际定殖能力的研究鲜见报道。利用PEG-6000模拟干旱胁迫,进行渗透势分别为-0.05、-0.50、-1.48、-2.95 MPa的干旱胁迫处理,测定分析此胁迫条件对解淀粉芽孢杆菌FZB42的生长、生物被膜的形成、根际定殖能力以及胞外多糖产量的影响,为进一步阐明解淀粉芽孢杆菌FZB42对提高植物的抗干旱能力提供理论依据。结果表明:(1)高浓度的PEG-6000能够显著抑制解淀粉芽孢杆菌FZB42的生长、生物被膜的形成及在拟南芥(Arabidopsis thaliana)根际的定殖能力。当添加15%PEG-6000时,生物被膜吸光度(OD600)和根际定殖数量达到最低值,分别为1.542和1 500 cfu·mm^-1。(2)解淀粉芽孢杆菌FZB42的胞外多糖分泌量随PEG-6000浓度的增加而增加。不添加PEG-6000时,胞外多糖含量最低为150.2 mg·L^-1。当添加15%PEG-6000时,胞外多糖的产量最高为568.8 mg·L^-1。

瓦雷兹芽孢杆菌FZB42菌株拮抗两种树木病原真菌及其机理研究

镰刀菌和交链孢菌是导致树木病害的两种常见病原真菌,常导致苗圃植物严重的危害和经济损失。瓦雷兹芽孢杆菌FZB42菌株具有高效生防性能和植物促生活性,为进一步探明该菌株的生防机理,首先测试了FZB42对镰刀菌和交链孢菌的抑制效果。在了解该菌株抑制作用的基础上,进一步构建质粒,通过同源重组的方式构建了FZB42的3个抗生素合成缺损菌株(Δbmy A,Δfen A、Δbmy AΔfen A)。对这3个突变株进一步测试表明,FZB42合成的物质bacillomycin D和fengycin是抑制两种真菌生长的重要原因,且这两种物质的拮抗作用具有明显的协同强化效果。

植物根际益生细菌代表性菌株贝莱斯芽孢杆菌FZB42对松材线虫的抑杀性

【目的】由松材线虫导致的松树萎蔫病是松树的毁灭性病害,也是我国最主要的林业病害之一。本研究测评了在农业上广泛使用的、我国微生物肥料行业主要菌种资源之一——贝莱斯芽孢杆菌,对松材线虫的潜在抑杀性能。【方法】选用贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42为材料,测定对不同条件下的菌液上清、不同菌株的菌液上清、细菌素plantazolicin的提取物以及菌体直接接触等方式,对松材线虫死亡率/存活率的影响,并构建FZB42生物膜合成缺损菌株,测定比较其对松材线虫存活率的影响。【结果】相比于Landy培养基,使用LB培养基得到的菌液上清,对松材线虫具有明显抑杀性,培养48 h的菌液上清比培养24 h的菌液上清抑杀性更强,同时,菌液上清的抑杀效能随浓度升高及处理时间增长而有所增加。其中,使用培养48 h后收集的LB菌液上清处理48 h,松材线虫死亡率可高达约50%。之前报道对秀丽隐杆线虫有杀线虫活性的细菌素plantazolicin,经不同突变株上清以及plantazolicin提取物测试,被证实对松材线虫无抑制作用。直接接触实验表明,尽管FZB42的生物膜形成作用会刺激松材线虫提高抗胁迫能力,但整体而言,菌体接触对松材线虫亦有明显抑杀效果。【结论】本研究通过严格细致的测试证明,贝莱斯芽孢杆菌FZB42对松材线虫具有抑杀性,该抑杀作用的分子基础和作用机理有待深入挖掘,但其与plantazolicin无关。作为安全性好、研究开发程度高的一类生防菌株,贝莱斯芽孢杆菌在防治松材线虫病方面的潜在价值值得关注。

基于xkdB假基因座位的瓦雷兹芽孢杆菌FZB42超折叠GFP标记研究

【目的】利用一个GFP的超折叠变体SfGFP(superfolder GFP)对瓦雷兹芽孢杆菌(Bacillus velezensis)FZB42菌株进行标记,以期确立一种瓦雷兹芽孢杆菌及近缘芽孢杆菌通用的高亮GFP标记手段,同时,为了方便后续生物膜和分子互作的相关研究,测试SfGFP基因插入位点,假基因xkdB,作为外源基因表达座位的可行性。【方法】利用基因工程技术构建了一系列质粒,然后通过同源重组的方式,分别获得xkdB敲除菌株FBS373和SfGFP标记菌株FBS374,分别测试这些菌株在生长速度、碳源利用、荧光亮度、生物膜形成、swarming运动性等方面的差异。【结果】本研究成功构建了SfGFP标记的瓦雷兹芽孢杆菌FZB42,其荧光亮度是gfp+变体标记菌株的5倍以上;xkdB基因敲除对瓦雷兹芽孢杆菌FZB42生长速度、不同碳源利用、生物膜形成和运动性等方面无明显影响。【结论】通过本研究我们确认了xkdB基因位点作为瓦雷兹芽孢杆菌FZB42基因组上外源基因表达的中性位点的可行性,同时,通过在xkdB基因座位表达了SfGFP基因,成功对FZB42进行了高亮标记,对同类菌株的标记具有较好的借鉴价值。