一株花椒根腐病拮抗菌的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】花椒根腐病的防治一直是生产中难以解决的问题,优良生防菌的筛选是微生物菌剂研发的重要方向。【目的】解析花椒根腐病拮抗菌T-1的遗传信息,深入挖掘其拮抗基因簇资源,揭示该菌的拮抗机制。【方法】采用平板对峙法、形态观察、生理生化测定结合分子生物学等方法进行拮抗菌的分离鉴定,同时对菌株进行全基因组测序,并对其序列进行分析及比较基因组学分析。【结果】分离获得的菌株经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,编号T-1,该菌对花椒根腐病的抑制率可达72%,可使菌丝前端的生长严重受阻,抑菌谱检测和花椒根片的离体拮抗试验结果表明,拮抗菌T-1具有较广的抑菌活性且离体状态下对花椒根片具有一定的拮抗作用。其全基因组序列数据提交到NCBI的SRA数据库中获得登录号为SRX11086663,基因组总长为3 886 726 bp,GC含量为46.42%,全基因组中有4015个编码基因,占总基因组的89.74%,比较基因组学分析结果显示,菌株T-1与贝莱斯芽孢杆菌模式菌株FZB42相似性高,拮抗基因簇预测结果发现B. velezensis T-1基因组序列中有12个编码次级代谢产物基因合成簇,其中8个与已知功能基因簇高度相似...     

猪源产细菌素芽孢杆菌的筛选及抑菌特性

【背景】抗生素作为生长促进剂在畜牧业中的滥用,出现了严重的耐药基因富集和扩散问题,发掘新兴的生长促进剂作为饲料添加剂市场潜力巨大,目前益生菌制剂的开发最具潜力。【目的】通过对散养健康育肥猪粪便中芽孢杆菌的分离筛选,获得对典型肠道病原菌具有显著抑菌活性的芽孢杆菌,确定其产生的细菌素特性,以此对芽孢杆菌作为猪养殖业生长促进剂的潜力进行评价。【方法】采用梯度稀释涂平板法分离可培养细菌,利用牛津杯法检测菌株的抑菌活性。通过微生物形态及16S r RNA基因序列分析,确认6株产细菌素菌株的分类地位,并对其抗生素耐药性、细菌素稳定性及生理生化特征进行比较分析。【结果】从116株纯培养物中筛选得到6株对指示病原细菌具有显著抑菌效应的产细菌素芽孢杆菌,其中2株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),3株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株B.licheniformis DY7和B.subtilis FX4对致泻、产肠毒素、出血性Escherichia coli均有显著的抑制效果,对头孢噻肟和红霉素高度敏感,其细菌素在p H 3.0-9.0、50-100°C水浴处理后仍具有明显的抑菌活性。【结论】猪源产细菌素芽孢杆菌DY7和FX4具有高效的病原细菌抑菌能力,所产细菌素稳定性较好,具有作为动物生长促进剂的应用潜力。     

一株具有防病促生功能的贝莱斯芽孢杆菌SF327

【目的】筛选植物根际促生贝莱斯芽孢杆菌,分析菌株的生防潜力和全基因组特征。【方法】通过温室小青菜促生试验以及植物益生表型的分析,明确具有促生功能的菌株SF327。用滤纸片法测定菌株SF327对5种植物病原真菌以及4种植物病原细菌的拮抗活性。通过大田喷雾接种的方式评价菌株SF327对水稻白叶枯病的防治潜力。利用antiSMASH分析预测菌株SF327产生的二次代谢产物。通过比较基因组分析SF327与2株植物根际益生贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42和SQR9的亲缘关系、核心基因以及二次代谢产物合成基因簇。【结果】菌株SF327能够产生生长素吲哚-3-乙酸,是一株有益的根围促生菌;对稻瘟病菌、黄瓜枯萎病菌、辣椒疫霉菌、橡胶树胶孢炭疽菌、尖孢炭疽病菌都具有明显的拮抗作用;也具有防治水稻白叶枯病的生防潜力。菌株SF327基因组全长4.08 Mb,GC含量为46.49%,共编码4 033个基因,含有13个潜在的次生代谢产物编码基因簇,不含有质粒。SF327与FZB42和SQR9具有较近的亲缘关系,有87%以上的核心基因相同,但与SQR9的亲缘关系较近。【结论】B. velezensis SF327是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株,具有较好的生防应用潜力。     

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) JJYY防控土传病害效果评价及其全基因组测序分析和抗菌成分鉴定

【背景】土传病害是世界农业可持续发展的关键限制因子,在我国蔬菜和中药材上发生日趋严重,引起严重的连作障碍。生物防治对环境和农产品安全,是目前研究的热点和重点。【目的】明确对土传病原菌具有广谱抗菌活性菌株JJYY的种类及其防控效果和主要抗菌产物,为新型生物农药开发奠定基础。【方法】结合扫描电镜观察、生理生化分析和16S rRNA基因扩增测序技术鉴定菌株JJYY。分别利用比浊法和菌丝生长抑制法测定该菌提取物对4种土传病原细菌和5种土传病原真菌的EC₅₀,利用盆栽试验评价对番茄青枯病等病害的防控效果。利用二代Illumina NovaSeq与三代PacBio Sequel相结合测序技术对菌株JJYY进行全基因组测序,使用PGAP等软件进行基因注释等分析,利用反相制备液相色谱和质谱初步分离鉴定抗菌物质。【结果】菌株JJYY是一株贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）,该菌提取物对4种土传细菌和5种土传真菌的EC₅₀分别为0.940-1.092 mg/mL和2.733-3.678 mg/mL。对番茄青枯病、菊花根腐病和辣椒枯萎病的最高防效在80.00%-87.74%之间,与化学药剂链霉素或噁霉灵无显著差异（P>0.05）。该菌基因组大小为3 929 792 bp,编码3 895个基因,与B.velezensis JS25R和B.subtilis 168具有3 445个和2 997个同源编码基因。预测该基因组共有12个次级代谢产物合成功能基因簇。从该菌株提取物中共分离出9种抗菌组分,其中2个初步判定为已知大环内酯类抗生素macrolactin D和7-O-malonyl-macrolactin A。【结论】菌株JJYY是一株对土传病原细菌和真菌病害均有较高防效的贝莱斯芽孢杆菌,该菌基因组与已知贝莱斯芽孢杆菌不同,并产生多种已知和未知的抗菌物质,继续深入分析鉴定其抗菌物质和抗菌机制将为开发新型高效的生物农药奠定良好基础。     

贝莱斯芽孢杆菌生防次级代谢产物研究进展

贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）是生防芽孢杆菌中的重要代表,作为微生物农药的核心菌种,已被广泛应用于作物病害生物防治。贝莱斯芽孢杆菌具有植物内生性,其生防作用机制主要包括产生次级代谢产物对抗植物病原物;改善宿主植物根际微生物群落,促进宿主营养和生长;激发宿主植物产生防御反应,诱导植物获得系统抗性。其中,产生次级代谢产物是其最重要的生防作用机制。贝莱斯芽孢杆菌含有多个编码生物合成次级代谢产物的基因簇,其中包括编码聚酮化合物合酶（PKS）和非核糖体肽合成酶（NRPS）的基因簇,同时存在核糖体途径合成次级代谢产物基因簇。通过非核糖体途径可产生脂肽类化合物、聚酮类化合物、二肽和铁载体;通过核糖体途径产生小菌素、细菌素、羊毛硫抗生素。这些具有生物活性的次级代谢产物成为了天然新药和候选抗生素的储存库,对于解析生防菌作用机制具有重要意义。本文综述了贝莱斯芽孢杆菌的命名与更迭,产生次级代谢产物的类型、合成与调控基因以及靶标病原菌,以期为生防菌株的改良和生物农药的研发提供参考。     

甲基营养型芽孢杆菌拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌及环脂肽分析

【目的】探究甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)对植物病原菌玉蜀黍尾孢菌(Cercospora zeae-maydis Tehon et Daniels)、链格菌(Alternaria alternate)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的拮抗作用并鉴定抗菌物质,为其病害防治提供优良生防菌。【方法】平板对峙法初筛和杯碟法筛选拮抗菌株;微生物形态学和16S rRNA基因鉴定拮抗菌株;薄层色谱(TLC)和编码基因分析鉴定抗菌物质;玉米田间生防试验评估拮抗菌对3种病原菌的防治效果。【结果】筛选到一株能够明显拮抗玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌的甲基营养型芽孢杆菌B-1841,抑制率分别为65.95%、71.04%和46.69%,抑菌物质为伊枯草菌素类脂肽。玉米田间生防试验表明,菌株B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌感染的玉米病害均有防治效果,相对防效分别为60.25%、69.89%和45.21%。【结论】甲基营养型芽孢杆菌B-1841对玉蜀黍尾孢菌、链格菌和灰葡萄孢菌引起的病害有防治作用,在农作物真菌病害防治方面具有潜在应用价值。     

两株母乳源植物乳杆菌的全基因组测序分析

【背景】母乳是一个重要的益生菌筛选库,其中植物乳杆菌是一种用途广泛、适应性强的益生菌。然而不同菌株具有不同的功能,现有的生理生化方法对其潜在益生特性研究十分有限,有必要采用高通量的方法寻找具有种群特异性的优质益生菌。【目的】结合菌株生化特征在全基因组的测序与分析的基础上对两株植物乳杆菌的潜在功能进行预测,并重点找寻与肠液耐受性及细菌素的合成相关的基因,即在基因组的结构上对菌株的表型进行探究。【方法】分离筛选出两株母乳源植物乳杆菌MP55、MP37,并利用Illumina genome analyzer对菌株的全基因组进行测序,采用Prokka软件对细菌基因组进行注释,采用Carbohydrate-active enzymes (CAZy)、Koyto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)和Clusters of orthologous genes(COG)数据库对基因组进行功能注释;同时采用Prodigal、RNAmmer等工具对编码序列、核糖体RNA进行预测,并用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。【结果】通过基因组装得到了两株植物乳杆菌的全基因组信息,植物乳杆菌MP37、MP55基因组大小分别为3 204 421 bp和3 299 180 bp;(G+C)mol%含量分别为44.36%和44.46%;分别包含3 012个和3 101个DNA编码序列,结合菌株生化特征在基因组上找到4个与肠液耐受相关的基因及一段细菌素合成相关基因簇。基因组序列原始数据和拼接结果已提交至"gcMeta"平台。【结论】通过高通量测序分析在基因组水平上揭示了植物乳杆菌MP55、MP37在肠道存活性与抑制病原菌相关的可能机理。植物乳杆菌MP55、MP37是两株潜在的益生菌候选菌株,实验结果为进一步阐明其益生菌特性的功能机制提供了遗传学基础。     

小龙虾肠道产木聚糖酶细菌的分离与鉴定

【背景】小龙虾肠道微生物是小龙虾降解纤维素和半纤维素的主要驱动力。【目的】研究肠道内细菌的相对丰度,为揭示肠道微生物在小龙虾纤维素降解过程中的作用提供理论支撑。【方法】采用纯培养法从小龙虾肠道筛选产木聚糖酶细菌,并且对小龙虾肠道细菌进行16S高通量测序。【结果】形态学和16SrRNA基因分子鉴定表明,筛选到的4株产木聚糖酶细菌均属于芽孢杆菌科芽孢杆菌属;结合进一步的生理生化特征鉴定,结果为:菌株Z-3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株Z-4为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),菌株Z-29为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),菌株Z-30为高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis);16S rRNA基因高通量测序结果表明:在属水平上,小龙虾肠道细菌主要是Candidatus Bacilloplasma、拟杆菌属、弧菌属、不动杆菌属、Dysgonomonas、Tyzzerella3、气单胞菌属和希瓦氏菌属细菌。【结论】小龙虾肠道内细菌资源丰富,且芽孢杆菌属细菌在木质纤维素降解过程中发挥一定功能。     

一株抑制产气荚膜梭菌的枯草芽孢杆菌BS-2特性

【背景】感染产气荚膜梭菌会引起动物坏死性肠炎,通常使用抗生素进行预防和治疗。随着我国饲料禁抗、养殖减抗的实施,寻找绿色微生态制剂及其代谢产物成为当前研究的热点。【目的】旨在研究前期筛选的一株抑制产气荚膜梭菌的枯草芽孢杆菌BS-2特性。【方法】检测了菌株生长曲线、代谢物质的抑菌特性及细菌素基因簇mRNA表达。【结果】枯草芽孢杆菌BS-2代谢物质对革兰氏阴性菌无抑制作用,而对革兰氏阳性菌具有较强的抑菌性能,并且对产气荚膜梭菌的抑菌性能在2-12 h内迅速增长,在12-24 h内抑菌性能较稳定;该抑菌性能不受胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K的影响,具有良好的热稳定性;进一步分析抑菌物质基因簇mRNA表达,发现枯草芽孢杆菌BS-2抑制产气荚膜梭菌的活性可能与表面活性素(surfactin)和美杀菌素(mersacidin)表达有关。【结论】枯草芽孢杆菌BS-2对产气荚膜梭菌具有较强的抑制作用,可能通过抑菌物质surfactin和mersacidin表达发挥作用。     

东乡野生稻内生放线菌Streptomyces sp. PRh5的全基因组测序及序列分析

【目的】Streptomyces sp. PRh5是从东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)中分离获得的一株对细菌和真菌都具有较强抗菌活性的内生放线菌。为深入研究PRh5菌株抗菌机制及挖掘次级代谢产物基因资源,有必要解析PRh5菌株的基因组序列信息。【方法】采用高通量测序技术对PRh5菌株进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、直系同源簇(COG)聚类分析、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测等。【结果】基因组组装获得290 contigs,整个基因组大小约11.1 Mb,GC含量为71.1%,序列已提交至GenBank数据库,登录号为JABQ00000000。同时,预测得到50个次级代谢产物合成基因簇。【结论】将为Streptomyces sp. PRh5的功能基因组学研究及相关次级代谢产物的生物合成途径与异源表达研究提供基础。     

芽孢杆菌SK007的分类鉴定及其拮抗植物病原菌的功能分析

【背景】农业生产中,发掘和利用具有生防功能的微生物资源是保障粮食安全和提高作物产量的重要举措。【目的】明确土壤中芽孢杆菌SK007的分类地位,验证其对多种植物病原菌的拮抗作用,挖掘潜在的生防功能。【方法】通过16SrRNA基因和基因组分析方法确定分离菌株SK007的分类地位;采用平板对峙法研究该菌株对番茄灰霉病菌、白菜黑斑病菌、烟草赤星病菌、小麦赤霉病菌、马铃薯干腐病菌等植物病原菌的拮抗作用;采用AntiSMASH分析和预测菌株SK007的抗生素相关基因。【结果】基于16SrRNA基因、全基因组序列、平均核苷酸一致性和DNA同源性分析,结果表明菌株SK007属于Bacillus velezensis,并且具有产生脂肽类抗生素和聚酮类抗生素的基因,对多种植物病原真菌有较强的抗性。此外,菌株SK007基因组中抗生素基因簇数目较多,丰富度高。【结论】芽孢杆菌SK007在拮抗植物病原菌方面有许多优良性状,具有促进作物抗病和增产的潜力。     

一株番茄青枯病菌拮抗细菌的筛选、发酵条件优化及田间小区防效

[背景]番茄青枯病是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种土传细菌性病害,该病原菌严重影响番茄的生产。[目的]筛选番茄青枯病的生防细菌,并将其用于病害防治。[方法]采用抑菌圈法、琼脂扩散法从湖南衡阳青枯病发病田的健康番茄根际土壤筛选对青枯劳尔氏菌具有较强拮抗能力的菌株,通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因和gyrA基因测序分析确定其分类地位;以单因素试验和正交试验对发酵条件进行优化;通过田间小区试验初探其防效。[结果]筛选的菌株TR-1被初步鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensislezensis);菌株TR-1最佳培养基配方(g/L):可溶性淀粉20.0,大豆蛋白胨10.0,磷酸氢二钾5.0;最佳发酵条件:pH6.0-7.0,温度30-33℃,摇床转速160 r/min,发酵时长48 h,优化后TR-1无菌发酵上清液对青枯菌抑菌圈直径达2.95 cm,约为优化前的2倍;其田间小区防效为60.30%。[结论]通过对菌株TR-1发酵条件进行优化可大大提升其发酵液抑菌效果,而且菌株TR-1在田间小区试验中对番茄青枯病防效优...     

疮痂链霉菌拮抗菌株BU396的分离鉴定与抗菌性质分析

【背景】随着马铃薯种植面积的扩大,疮痂病的发生也日益严重,且化学防治存在环境污染等诸多弊端,因此利用安全和高效的生物防治手段对该病害进行防治成为研究热点。【目的】对疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)拮抗菌株进行分离、鉴定和功能基因分析,对抗菌物进行分离及抗菌特性的研究。【方法】从马铃薯疮痂病的病害土壤中分离、筛选并鉴定得到拮抗菌株,采用PCR法对菌株进行抗菌物合成基因检测。通过硫酸铵沉淀法分离得到抗菌物,进行抗菌谱和稳定性检测,并通过盆栽试验进一步验证该菌株的生防效果。【结果】通过抗菌试验筛选得到拮抗细菌BU396,根据形态学、生理生化性质和分子生物学鉴定结果,确定其为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。功能基因分析表明BU396中含有表面活性素等4种抗菌物的合成相关基因。采用硫酸铵沉淀法对其培养液上清进行分离,当硫酸铵的饱和度为75%时,抗菌物在沉淀中析出。抗菌谱试验结果显示该抗菌物对多种动植物病原菌均具有抗菌效果。稳定性试验表明该抗菌物耐热,不易被酶解,对多种金属离子不敏感,具有宽泛的pH活性范围,盆栽试验结果显示菌株BU396处理能够明显降低马铃薯疮痂病的发病率。【结论】分离并鉴定了一株对疮痂链霉菌具有显著拮抗作用的贝莱斯芽孢杆菌BU396。该菌株含有多种抗菌物合成的相关基因,其抗菌物具有广谱的抗菌活性和良好的稳定性,对马铃薯疮痂病的生防效果显著。本研究为马铃薯疮痂病的生物防治及后续抗菌物质的深入研究奠定了基础。     

内生贝莱斯芽胞杆菌生物拮抗活性的研究

目的研究内生菌的生物拮抗活性。方法基于植物贴片法、形态学与分子生物学特征等分离、鉴定内生菌;利用纸片扩散法检测分离株拮抗病原性细菌、植物部分内生菌及耐药性细菌的生物活性。结果分离株HBB5的菌落呈乳白色、黏液性、皱褶状凸起,镜下见革兰阳性、单个或成双或短链状排列杆菌;序列分析显示,HBB5菌的16SrRNA基因序列与GenBank数据库中贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)同源性为100%,鉴定为B.velezensis HBB5。拮抗试验显示,B.velezensis HBB5抑制Staphylococcus aureus、Enterococcus faecalis、Escherichia coli、Salmonella typhi、Salmonella paratyphi A、Shigella dysenteriae、内生Penicillium HBF3及Klebsiella ornithinolytica B1645-1等菌株生长,其与内生B.subtilis SWB8无明显抑制现象。结论首次从盾叶薯蓣植物中分离出Bacillus velezensis,其显示了广谱的抗病原细菌活性及一定的拮抗耐药菌的能力,可能参与宿主植物疾病的防御。     

土传真菌病害拮抗菌的筛选及其生防效果研究

为了获得对主要粮食作物水稻、小麦和经济作物大豆常见土传病害具有防治效果的生防菌,本研究从土壤中筛选到一株对所选6种病原真菌均有较好拮抗效果的菌株。基于形态学、生理生化特性及16S rDNA序列分析进行菌种鉴定,利用菌丝生长速率法对其无菌滤液和挥发性气体的抑菌效果进行验证,同时研究了其无菌滤液的热稳定性、酸碱稳定性和对蛋白酶K的稳定性。结果表明:本研究筛选到一株贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis CX-2,其无菌滤液对6种病原真菌的抑菌率在71%~95%之间,对小麦纹枯病菌、小麦全蚀病菌的抑菌率分别高达90.13%、94.34%;挥发性气体对6种病原菌的抑菌率在45%~80%之间;无菌滤液中的抗菌活性物质具有较强的热稳定性和对蛋白酶K的稳定性;无菌滤液pH在5~9之间时具有稳定的抑菌活性。该菌株可作为作物土传真菌病害生防菌剂较为理想的功能菌株。     

贝莱斯芽孢杆菌的分类、拮抗功能及其应用研究进展

芽孢杆菌(Bacillus spp.)作为生防细菌,已广泛应用于农作物、畜、禽、水产动物的病害防控,也是当今微生物生态防控的研究热点。贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)是芽孢杆菌属的一个新种,因其能够产生多种次级代谢产物,并且具有广谱抑菌活性和促生长作用,被广泛应用于动植物病害的生物防治。本文从贝莱斯芽孢杆菌的分类地位、鉴定方法、抑菌物质、拮抗功能基因、生防作用机制及其应用等方面进行了综述,对贝莱斯芽孢杆菌在工业、农业上的应用进行展望,并对存在的问题进行了探讨,以期为贝莱斯芽孢杆菌的深入研究和应用提供参考。     

假单胞菌T1-3-2的抑菌特性及其对杉木的抗病促生作用

【背景】生物防治是“基于自然的解决方案”,有利于生态文明和可持续发展,开展生物防治技术研究的基础是明确菌株的生防作用和抑菌特性。【目的】探究杉木内生菌株T1-3-2的抑菌促生特性,为研制该菌株生防菌剂、防治杉木炭疽病(Cunninghamia lanceolata anthracnose)奠定基础。【方法】通过形态学特征、生理生化特性及16S rRNA基因序列分析,确定菌株T1-3-2的分类地位;通过平板对峙、菌落径向生长抑制率和平板倒扣等方法测定细菌及其挥发性气体和次级代谢产物的抑菌作用;同时,测定其促生作用和室内防效。【结果】菌株T1-3-2与桉生假单胞菌(Pseudomonas eucalypticola)亲缘性较近,属于假单胞菌属。该菌株对分属于6个属的10株靶标菌株具有较强的拮抗作用,尤其对炭疽菌属、拟盘多毛孢属、黑孢霉属和葡萄座腔菌属的6株靶标菌株抑制率高达80%以上。室内盆栽试验显示：菌株T1-3-2用Kings Medium B液体培养基的发酵菌液对杉木炭疽病的防效可达74.20%,同时能有效改善杉木幼苗的生长状况、增加生物量。【结论】菌株T1-3-2隶属于假单胞菌属,对杉木具有良好的抗病促生作用,是一株具有开发潜力的生防菌株。