高产吩嗪-1-羧酸（PCA）假单胞菌株M18G发酵优化模型的构建

吩嗪-1-羧酸（phenazine-1-carboxylic acid, PCA）是促进根际生长假单胞菌分泌的重要抗菌物质。采用Plackett-Burman（PB）设计和响应面法（response surface method, RSM）对假单胞菌株M18（Pseudomonas sp. M18）的gacA基因突变株M18G的次级代谢产物PCA发酵的营养条件进行建模。运用Plackett-Burman（PB）设计试验,从12个营养成分中筛选出4个关键的组分,进而采用RSM 法对这4个因素进行中心组合设计试验,建立回归方程并进行统计学分析,绘制各营养因子之间的关系图。实验结果表明：建立的模型能合理地模拟并优化发酵中各参数及其浓度,确定发酵培养基的成分和浓度为：黄豆粉33.4g/L,葡萄糖12.7g/L,大豆蛋白胨10.9g/L和乙醇13.8 g/L, M18G菌株经60 h发酵培养,最高PCA产率能达到1.89 g/L,比优化前提高了6倍左右。各营养因子的等值线图表明黄豆粉和乙醇在PCA高产发酵中起到更为关键的作用,因此提供了提高PCA发酵产量的有效方法,并为其未来商业化应用奠定了基础。     

棘孢木霉挥发性次级代谢产物检测及抑菌活性分析

木霉是一类具有重要生防价值的丝状真菌。文中首先对分离自浙江省绍兴市和广东省佛山市共12株棘孢木霉Trichoderma asperellum进行平板拮抗评价,然后采用顶空固相微萃取气质联用法(HS-SPME-GC-MS)检测拮抗性较好的两株菌的挥发性次级代谢产物。结果表明,棘孢木霉ZJSX5003和GDFS1009菌丝生长迅速,对尖孢镰孢菌Fusariumoxysporum抑制率分别达73%和74%。挥发性次级代谢产物主要是醇类和酮类,其中包含异丁醇、异戊醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇和6-正戊基-2H-吡喃-2-酮(6-PAP)。进一步通过体外抑菌试验,证实6-PAP具有较好的抑制尖孢镰孢菌的效果,为开发以木霉菌代谢产物如6-PAP为主要成分的生防制剂提供指导。     

GacA对假单胞菌株M18两个phz基因簇和菌群传感的调控

摘要:【目的】假单胞菌株M18（Pseudomonas sp. M18）是从甜瓜根际土壤中分离获得的一株对多种植物病原菌具有显著拮抗作用的菌株,在菌群传感（quorum sensing）系统的调控下,能分泌吩嗪-1-羧酸（PCA）以及多种吩嗪（phz）类衍生物的抗真菌物质。全局性因子GacA是M18菌株吩嗪类物质的合成与菌群传感系统的重要调控因子,本文将就GacA对上述两者的调控做进一步研究。【方法】PCR基因扩增和测序研究M18菌株中PCA合成基因簇,运用RT-PCR及构建phzA-lacZ转录融合手段     

深绿木霉中碳代谢抑制因子CRE1功能特性研究

木霉菌(Trichoderma spp.)是一种广泛存在于土壤及植物根系生境中的丝状真菌,具有拮抗植物病原真菌和促进植物生长的双重功效。碳代谢抑制子CRE1全局性调控细胞生长代谢过程,保障木霉在不同生境中的存活及拮抗病原菌特性。比较深绿木霉(T.atroviride)T23及其Cre1突变株(T23Δcre1)在不同培养基中的生长和代谢特性,结果表明:cre1基因沉默后,T23Δcre1较T23菌丝生长变慢,产孢滞后且降低一个数量级,cre1对菌丝生长和产孢的调控依赖于培养基组分。此外,cre1基因抑制几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶基因转录,区别性调控部分次级代谢合成的非核糖体肽合成酶NRPS和聚酮合成酶PKS基因的表达。综上,碳代谢因子CRE1作为一个多效性的转录调控因子,抑制细胞壁降解酶和代谢产物合成相关的基因表达,赋予木霉菌在环境中的适应性和竞争性,是深绿木霉T23生长的必要因子。     

玉米弯孢叶斑病菌clt-1基因生物信息学分析和启动子的功能鉴定

利用农杆菌介导的基因转化(Agrobacterium-mediated transformation,ATMT)技术构建玉米弯孢叶斑病菌突变体库,并从中筛选到了一个毒素合成相关基因clt-1。对clt-1基因编码的蛋白质进行生物信息学分析,结果表明CLT-1的分子质量为81.984 8k Da,等电点p I为8.62,不稳定指数为55.08;CLT-1是亲水性蛋白,包含1个膜外区域。在亚细胞水平上,CLT-1定位于细胞核内;在氨基酸序列方面,CLT-1含有多个苏氨酸、丝氨酸和酪氨酸激酶磷酸化位点;在功能方面,CLT-1包含BTB特征结构域,可能参与一些功能蛋白质活性的调控。利用GFP(green fluorescent protein)基因作为报告基因,构建了用于鉴定clt-1基因启动子活性的p C1300th-Pclt1-GFP真菌表达载体,采用ATMT方法转化弯孢菌萌发的分生孢子,通过PCR及GFP荧光检测clt-1基因启动子在弯孢菌中调控GFP基因表达的活性。结果表明,在共聚焦激光扫描显微镜下观察到菌丝和孢子发绿色荧光,说明弯孢菌clt-1基因启动子具有较强驱动外源gfp基因表达的活性。     

玉米弯孢叶斑病菌ATMT突变株构建及致病力分析

利用农杆菌介导的基因转化(Agrobacterium-mediated transformation,ATMT)技术,转化玉米弯孢叶斑病菌 (Curvularia lunata),共获得转化子1 454个。对其中菌落形态、生长速率等性状有显著变化的8个突变株进行分析。通过离体叶片接种进行筛选,发现4个突变株致病性降低,2个突变株致病性增强。通过测定生长速率、产孢量及细胞壁降解酶活性发现,其中致病性减弱的突变株,其产孢量均有所下降甚至不产孢,突变株的PG酶活性普遍增强,但Cx酶活性没有明显变化,而2株强致病性突变株的Cx酶活性明显增强。     

木霉菌在玉米病害生物防治中的作用机制及应用

目前,世界上共有分属于10个属（Trichoderma,Gliocladium,Chaetomium,Bacillus,Burkhoderia,Streptomyces and Pseudomonas,Pantoea,Enterobacter,Macrobacterium）中的微生物被试验用于玉米病害的生物防治,其中细菌14种,真菌17种,放线菌1种。国际上由木霉菌开发的生物杀菌剂和生物肥料有50余种,其中以哈茨木霉T22菌株开发的产品最为著名。目前在我国也开发出了4种木霉菌剂型（可湿性粉剂、颗粒剂、水分散粒剂和种衣剂）,正式登记的木霉菌杀菌剂有7种,其中6种为可湿粉剂,1种为水分散粒剂,主要登记用于防治番茄、观赏百合、黄瓜的立枯病、猝倒病、根腐病、灰霉病、霜霉病以及小麦的纹枯病,但尚无木霉菌生物农药被登记用于防治玉米病害。以木霉菌为主要成分登记的菌肥产品有11种,其中在玉米上应用的有2种。由课题组研制的木霉菌颗粒剂和种衣剂通过土壤穴施和种子包衣可有效防治玉米茎腐病和纹枯病,其中木霉菌颗粒剂防效达65%-87%。近期研制的木霉菌可湿性粉剂对玉米小斑病的防效达50%-60%。国际上已鉴定出多种可诱导玉米获得系统抗性的木霉菌源激发子,其中包括Sm1、纤维素酶、疏水蛋白和Avr4 /Avr9等效应因子。本课题组近年鉴定出Thc6（锌指蛋白类转录因子）、PAF-AH和Thph1/Thph2的编码产物在系统诱导以JA/ET信号调控的玉米抗弯孢菌叶斑病中具有重要作用,符合植物免疫MAMPs模式,为全面认识木霉菌诱导免疫机理提供了重要理论依据。木霉菌诱导玉米从根至叶片的防御反应系统传导机制还需深入研究。     

雷公根叶斑病菌SJTU59纤维素酶液的性质研究及纤维素酶基因保守区域的分析

将雷公根叶斑病菌SJTU59(Leptosphaerulina chartarum SJTU59)于玉米秸秆粉为唯一碳源的培养液中诱导培养,通过DNS(3,5-二硝基水杨酸)法检测,首次发现其可以产生纤维素酶。该纤维素酶液最佳反应温度为50℃,最佳反应pH为4.8,对低温,酸碱及部分金属离子具有一定的耐受能力。在50℃,pH 4.8条件下,其最大酶活力为6.383±0.196 U/ml。利用纤维素酶基因简并引物,通过PCR技术扩增得到了2个新的纤维素酶基因的保守区域,即glu-l1(1 512 bp)和glu-l2(429 bp)。通过氨基酸序列比对及系统进化分析发现,glu-l1编码的氨基酸序列GLU-L1与Thermoascus aurantiacus var.levisporus来源的β-1,4-葡聚糖酶(ABX79553)有62%的同源性,属于第3水解家族;glu-l2编码的氨基酸序列GLU-L2与Aspergillus fumigatus Af293来源的内切-β-1,3(4)-葡聚糖酶(XP_755769)有49%的同源性,属于第16水解家族。