牡丹根部内生细菌的分离鉴定及脂肽类物质的拮抗活性研究

【目的】从牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)根部组织中分离鉴定内生细菌,测定拮抗菌株脂肽类活性物质的体外抑菌活性。【方法】采用平板对峙法筛选出对牡丹灰霉病菌(Botrytis paeoniae Oadem)、牡丹炭疽病菌(Gloeosporium sp.)、牡丹黑斑病菌(Altenaria sp.)、牡丹黄斑病菌(Phyllosticta commonsii)有拮抗作用的内生细菌。基于形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性鉴定拮抗菌株。根据脂肽类抗菌物质合成相关基因序列对拮抗菌株进行基因扩增检测,采用酸沉淀法提取拮抗菌株的脂肽类物质,平板对峙法测定脂肽类物质的体外抑菌活性。【结果】从牡丹根部组织中共分离获得62株内生细菌,其中菌株Md31和Md33对4种病原菌均有较明显的抑制作用。Md31和Md33被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。通过对菌株Md31和Md33进行5个脂肽类合成功能基因bmyB、fenD、ituC、srfAA和srfAB的检测,序列同源性分析,表明两个菌株具有合成脂肽类物质的能力。菌株Md31和Md33的脂肽类粗提物对所测试的牡丹病原真菌均具有不同程度的抑制作用。【结论】获得了2株对牡丹病原菌有良好抑制效果的解淀粉芽孢杆菌Md31和Md33,两个菌株的脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性,该研究为牡丹内生细菌的进一步开发应用奠定了基础。     

内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的研究

目的探讨内生Bacillus svelezensis HBB5菌株发酵宿主植物盾叶薯蓣产薯蓣皂苷元的能力。方法接种内生B.svelezensis HBB5及B.subtilis ATCC 6633菌株(0.35×10~8 CFU/mL)至含盾叶薯蓣地下茎组织的液体培养基,32℃、165~185 r/min连续发酵108 h,检测发酵液细菌、pH、淀粉、麦芽糖、葡萄糖、淀粉酶(α-amylase)及薯蓣皂苷元溶出率等指标。结果内生B.svelezensis HBB5菌株有较强的酸、碱耐受力[pH(4.8±0.2)~(8.4±0.2)],相比B.subtilis ATCC 6633[pH(5.2±0.2)~(8.7±0.2)]差异不明显;前者达峰值生长量(60×10~(8±2) CFU/mL)明显高于后者(32×10~(8±2) CFU/mL)。发酵36~60 h时,B.svelezensis HBB5、B.subtilis ATCC 6633菌株发酵液的淀粉、麦芽糖、葡萄糖浓度达峰值,分别为(37.41±3.12)、(27.83±2.14)ng/mL,(21.06±1.25)、(16.54±1.08)ng/mL,(54.33±3.12)、(36.65±2.10)ng/mL,前者均高于后者。同时,B.svelezensis HBB5菌株维持高的α-amylase酶活性及薯蓣皂苷元溶出率。结论内生B.svelezensis HBB5菌株拥有较强的耐酸碱、降解淀粉、提高薯蓣皂苷元溶出的能力,为工业生产薯蓣皂苷元提供了一个新的方法。     

牡丹根腐病原菌拮抗细菌抑菌活性物质分析

前期研究发现解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)md8和md9对牡丹根腐病原菌具有较好的抑制作用,但其抑菌物质的组成尚不清楚。本文首先明确了2个菌株3种脂肽类物质合成的基因片段,利用酸沉淀和葡聚糖凝胶层析法进行抑菌物质的分离纯化,牛津杯对峙法检测脂肽类粗提物和凝胶层析分离组分的抑菌活性;进一步利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测菌株在拮抗根腐病原菌过程中脂肽类物质合成基因相对表达量的变化,基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析抑菌物质的种类。结果表明,2个菌株的脂肽类粗提物和凝胶层析分离组分对根腐病原菌均具有良好的平板抑菌效果,RT-qPCR结果表明2个菌株合成伊枯草菌素(iturin)的基因ituD在对峙培养过程中相对表达量显著增加,芬荠素(fengycin)合成基因fenA也呈现上调表达。MALDI-TOF-MS分析表明2个菌株中具有抑菌作用的分离组分主要为伊枯草菌素类物质Iturin B和Bacillomycins D,结合实时荧光定量PCR结果,推测菌株md8和md9在拮抗根腐病原菌过程中发挥主要生防作用的物质为伊枯草菌素。     

间伐对杉木不同根序细根形态、生物量和氮含量的影响

以25年生的杉木人工林为对象,研究了间伐对杉木1～5级根的生物量、形态和氮含量的影响.结果表明: 随着根序的增加,杉木细根的生物量、直径和组织密度(RTD)显著增加,而比根长(SRL)、根长密度(RLD)和根数(RN)显著降低.间伐显著提高了1～2级根的生物量、RLD和RN,以及1级和3～5级根的RTD,而对细根的SRL和氮含量无影响;1级和3～4级根的直径显著减小;表层(0～10 cm)土壤中的2级根直径明显小于亚表层(10～20 cm)土壤,而1～3级根的RLD和1～2级根的RN和氮含量均大于亚表层土壤.
间伐和土层的相互作用仅使1～2级根的直径减小.杉木细根的变化主要与间伐后的植被生长及更新密切相关.
     

濒危植物梵净山冷杉的球果与种子性状研究北大核心CSCD

梵净山冷杉(Abies fanjingshanensis)为国家一级保护濒危植物。为了揭示梵净山冷杉球果发育和成熟过程的性状特征,以确定成熟球果的适宜采种期。该研究对梵净山冷杉自然生长区内成年结实母树的球果进行跟踪观测和定期采集,通过物理解剖和形态学参数测定,比较分析不同采种期梵净山冷杉的球果、种鳞和种子的性状差异。结果显示:(1)梵净山冷杉的球果每年7月中旬开始形成,10月中旬开始成熟,发育早期至发育后期球果的长度和宽度显著增加,发育后期至成熟期形态和颜色均无明显变化。(2)成熟球果平均长、宽、鲜重、干重和相对含水量分别为7.18 cm、3.84 cm、36.98 g、20.33 g和45.06%。(3)成熟球果的平均种鳞层数为30.76层,种鳞总数为250.67片,平均出种量436.67粒,平均种子饱满率82.49%。(4)成熟球果基部、中部、上部的种子性状不同,且球果中部的种子性状参数最大,饱满率最高,种子平均长、宽、厚分别为9.14、2.30、2.37 mm,千粒重11.44 g。研究表明,梵净山冷杉的球果从形成至成熟过程约3个月,成熟球果的最佳采种时间为10月下旬,发育后期和成熟球果的形态和颜色差异不明显,不能以颜色和形态作为球果成熟的判定依据;种鳞与球果的发育和成熟同步,球果中部的种鳞能够完全发育,且形状参数最大,孕育的种子最饱满;梵净山冷杉成熟球果出种量大、饱满率高,但是种子小、重量轻。     

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。     

牡丹根际溶磷放线菌的筛选及其溶磷特性

通过从牡丹根际土壤中分离筛选溶磷放线菌,得到一株具有较强溶磷能力的菌株PSPSA1,根据形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并研究其溶磷遗传稳定性及溶磷特性.菌株PSPSA1被鉴定为白网链霉菌,具有较好的溶磷遗传稳定性.在不同磷源培养液中溶磷量依次为磷酸钙(158.5 mg·L^-1)>磷酸铝(139.9 mg·L^-1)>磷酸铁(127.7 mg·L^-1)>卵磷脂(45.6 mg·L^-1),在无机磷培养液中的溶磷量均与pH呈现显著负相关性,在有机磷培养液中的溶磷量与pH没有显著相关性.在不同碳源条件下的溶磷量依次为乳糖>葡糖糖>麦芽糖>果糖>蔗糖>淀粉>纤维素,在不同氮源条件下的溶磷量依次为蛋白胨>硝酸铵>硫酸铵>硝酸钾>尿素,以葡萄糖为碳源、蛋白胨为氮源时,菌株的溶磷量最高可达202.6 mg·L^-1.土培60 d,单施菌株土壤有效磷含量比对照增加68.2%,菌株与有机肥混施土壤有效磷含量比单施有机肥增加76.7%.表明菌株PSPSA1能够溶解多种难溶磷,在土壤中溶磷效果显著,与有机肥混施其溶磷能力明显提高,有望成为高效生物磷肥的优良菌种.     

小麦主栽品种中的1RS分布和兰考90(6)系列白粉病新抗源

利用黑麦染色体臂1RS的特异性PCR标记,对黄淮麦区138个小麦主栽品种、系进行了PCR扩增,结果表明：有42．0%的小麦品种、系携带1RS染色体臂。以六倍体小黑麦Mzalenod Beer为黑麦染色体供体,培育的兰考90(6)系列小麦品系是新的小麦-黑麦1BL／1RS易位系。这些品系对小麦白粉病具有很高的抗性,是小麦抗白粉病育种的新抗源。对兰考90(6)系列品系白粉病抗性进行了研究,结果表明,兰考90(6)系列品系的抗谱与许多已经知道的小麦抗白粉病基因的抗谱不同,并具有数量抗性特点。     

金黄色葡萄球菌拮抗菌株的筛选鉴定及其抗菌物质分析

【背景】植物内生菌的次生代谢产物是新型天然活性物质的重要来源。【目的】从芍药内生细菌中筛选对金黄色葡萄球菌有抑菌活性的菌株和次生代谢产物。【方法】采用平板对峙法筛选拮抗菌株,根据形态学特征和分子生物学的方法鉴定菌株,PCR扩增检测合成脂肽类物质的功能基因;运用牛津杯法依次测定内生细菌发酵液和脂肽类粗提物的抑菌活性,利用Sephadex LH-20凝胶层析分离脂肽类物质,利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析具有抑菌作用的分离组分。【结果】共筛选出13株对金黄色葡萄球菌具有不同程度抑制作用的内生菌株,其中菌株SY11的抑菌作用最为显著,其发酵液和脂肽类粗提物均具有较强的抑制作用。结合形态学鉴定以及16S r RNA基因序列分析,鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)。PCR扩增检测表明菌株SY11含有3个合成脂肽类物质的功能基因fenA、ituD和srfkn,推测该菌株可能具有合成脂肽类物质的能力。根据具有抑菌活性分离组分的质谱分析结果,推测其有效物质的主要成分为Bacillomycin D。【结论】解淀粉芽孢杆菌SY11对金黄色葡萄球菌有良好抑制效果,其脂肽类粗提物也具有较强的体外抑菌活性。本研究为芍药内生细菌的开发应用奠定了基础。