碳代谢基因gabT调控生防菌Snea253的γ-氨基丁酸代谢途径影响杀线虫活性

【背景】委内瑞拉链霉菌Snea253是本实验室前期获得的具有杀植物线虫活性的生防放线菌,通过生物信息学分析,γ-氨基丁酸转氨酶基因(gabT)是参与Snea253碳代谢的重要基因之一。【目的】明确gabT基因通过调控Snea253的γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid,GABA)代谢通路,从而影响菌株的活性。【方法】以紫外诱变所得弱毒株(Snea253-R)为材料,以南方根结线虫为靶标,在弱毒株中过表达gabT基因,通过酶联免疫法(ELISA)和高效液相色谱法(HPLC)分别检测菌株中GABA和下游代谢产物琥珀酸的含量及杀线虫活性,同时检测在不同碳源培养条件下野生型菌株gabT基因表达水平、产物含量和杀线虫活性。【结果】过表达菌株R-p IB139的gabT基因上调表达,GABA含量降低,琥珀酸含量升高,杀线虫活性提高了39%;在8种不同碳源培养条件下,gabT基因在野生株中相对表达量较高的培养基碳源是可溶性淀粉和玉米淀粉,其发酵液中GABA含量较低,发酵液中下游代谢产物增多,杀线虫活性较高。【结论】通过改变gabT基因的表达,明确GABA支路在调控Snea253代谢以提高杀线虫的过程中发挥重要作用。     

多粘类芽胞杆菌KM2501-1杀南方根结线虫活性产物研究

【目的】南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一种危害严重的土传性植物病原线虫,给农业生产造成了巨大的经济损失,前期研究发现多粘类芽胞杆菌(Panebacillus polymyxa) KM2501-1具有很好的温室防治南方根结线虫效果,且可产生多种挥发性杀线虫活性物质,但对其非挥发性产物是否有杀线虫活性没有研究。本研究拟进一步分离鉴定其产生的杀线虫活性代谢产物,发掘新的杀线虫药物。【方法】对菌株KM2501-1进行液体发酵并离心收集发酵上清液,通过硅胶柱层析、高效液相色谱分离等方法得到高纯度的杀线虫活性物质,并通过液相色谱质谱联用分析、核磁共振等技术鉴定杀线虫活性物质的结构。【结果】生物活性检测显示,多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵上清液具有较强的南方根结线虫触杀活性,并能有效抑制南方根结线虫卵孵化,体外杀线虫效率高达87.66%,抑制卵孵化效率达92.26%。结构鉴定结果显示多粘类芽胞杆菌产生的杀线虫活性物质为环二肽类物质cyclo (Pro-Phe),800 mg/L的cyclo(Pro-Phe)杀线虫效率达84.75%。进一步的显微观测结果表明,与对照组相比,活性物质cyclo(Pro-Phe)处理后的根结线虫肠道组织紊乱、结构发生破坏。【结论】多粘类芽胞杆菌KM2501-1产生的cyclo (Pro-Phe)是一个具有杀线虫新功能的活性物质,其可能通过破坏线虫肠道杀死线虫。     

蓖麻提取物和淡紫拟青霉对南方根结线虫的防治作用

通过杀线活性测定及盆栽试验,研究了蓖麻提取物和淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的杀线活性及防治效果.结果表明:蓖麻碱不影响淡紫拟青霉孢子的萌发.蓖麻碱和淡紫拟青霉均具有较强杀线活性,蓖麻碱处理对南方根结线虫的卵孵化抑制率和二龄幼虫死亡率分别达61.7%和59.2%,显著高于对照处理;蓖麻碱和孢子液复合处理接种南方根结线虫的番茄苗后,植株平均根结数为15±3,显著低于对照的平均根结数37±2,株高、鲜重和根长增长率分别比对照提高38.5%、44.0%和57.0%.说明蓖麻提取物和淡紫拟青霉能减轻线虫危害,对番茄南方根结线虫病控制效果明显.     

低温胁迫对南方根结线虫存活的影响及在北方温室的应用

本研究采用室内离体测定的方法研究了低温处理对南方根结线虫二龄幼虫(J2)致死率和卵囊孵化率的影响，在此基础上，通过田间试验评价了两种土壤低温处理方法对北方地区温室南方根结线虫存活率的影响。室内研究结果表明：-7℃处理24 h后，南方根结线虫J2存活率为0;-9℃处理24 h后，南方根结线虫卵囊完全不孵化。-1、-2、-3、-4℃分别处理8、5、3、1.5 d后J2存活率均为0;-2、-3、-4、-5℃分别处理9、6、4、1 d后卵囊完全不孵化。拟合分析发现，温度与J2致死时间及温度与卵囊不孵化时间均呈指数函数关系。田间试验结果表明：起垄后0～50 cm土层和平地0～30 cm土层南方根结线虫死亡率均可达100%,平地30～40及40～50 cm较温室同深度病情指数分别减少84.9%、75.8%。因此，在陕西省榆林市及其以北地区，冬季通过低温防控温室南方根结线虫能达到较好效果，技术可操作性强，具有较为广阔的推广前景。     

蓖麻提取物对南方根结线虫的防治作用

通过毒力测定及盆栽试验,研究了蓖麻提取物对南方根结线虫的杀线活性及防治效果.结果表明:蓖麻碱及蓖麻水提液均具有较强毒杀线虫活性,蓖麻碱浓度为2g·L-1、处理48 h杀线虫活性最强,线虫校正死亡率达91.5％,LC50为0.6 g·L-1;蓖麻水提液浓度为100g·L-1、处理48 h杀线虫活性最强,线虫校正死亡率达83.5％,LC50为18.3 g·L-1;蓖麻碱、蓖麻水提液和蓖麻叶植物粉处理接种南方根结线虫的番茄苗后,植株平均根结数分别为(17.6±1.7)、(20.6±1.5)和(22.8±3.7),均显著低于对照(37.4±2.3),根长分别比对照提高46.8％、34.5％和33.8％,株高分别比对照提高33.5％、22.6％和15.8％,植株鲜质量分别比对照增加41.4％、18.9％和10.1％.蓖麻提取物能减轻线虫危害,对盆栽番茄南方根结线虫病控制效果明显.     

番茄‘Ls-89’和‘坂砧2号’幼苗活性氧代谢对南方根结线虫侵染的反应

为了解番茄(Lycopersicon esculentum)砧木幼苗活性氧代谢与抗南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的关系,以高感品种‘Ls-89’与高抗品种‘坂砧2号’为材料,采用盆栽人工接种法,研究了南方根结线虫侵染对番茄砧木幼苗活性氧代谢的影响。结果表明,未接种南方根结线虫的番茄砧木幼苗,其根系与叶片活性氧水平及相关酶活性在品种间没有显著差异。接种南方根结线虫后,两品种幼苗根系与叶片的O_2·~–生成速率和H_2O_2含量均升高,且‘坂砧2号’显著高于‘Ls-89’,但‘Ls-89’的MDA含量则显著高于‘坂砧2号’。两品种幼苗根系与叶片的SOD活性均在侵染早期降低,以‘坂砧2号’降幅较大;但POD、CAT活性在侵染早期变化不大,至侵染中后期则显著升高。因此,番茄抗性品种砧木幼苗的膜脂抗氧化能力较强,活性氧水平较高,且SOD活性对南方根结线虫侵染敏感。     

南方根结线虫侵染对2个不同抗性番茄砧木幼苗苯丙烷类代谢的影响

为明确不同抗性番茄(Lycopersicon esculentum)砧木幼苗苯丙烷类代谢与抗南方根结线虫(Meloidogyne incognita)的关系,以高感砧木‘Ls-89’和高抗砧木‘坂砧2号’为试材,采用盆栽人工接种二龄幼虫的方法,研究番茄砧木幼苗苯丙烷类代谢的变化。结果表明,未接种根结线虫时,‘坂砧2号’的根系PAL活性与‘Ls-89’无显著差异,而根系PPO活性及叶片PAL、PPO活性和总酚、类黄酮、木质素含量却显著高于‘Ls-89’。接种根结线虫后,两砧木根系与叶片的PAL、PPO活性与总酚、类黄酮含量均呈周期性升高,木质素含量也逐渐升高,但‘坂砧2号’的升幅均显著高于‘Ls-89’。在一个侵染周期内,‘坂砧2号’根系PAL、PPO活性与总酚、类黄酮含量的峰值分别比‘Ls-89’高28.45%、71.47%、54.24%、91.71%,而叶片的分别高47.29%、64.00%、23.33%、52.61%。这说明南方根结线虫侵染使砧木幼苗苯丙烷类代谢活性显著增强,且‘坂砧2号’显著高于‘Ls-89’,表明番茄砧木幼苗苯丙烷类代谢与抗南方根结线虫水平密切相关。     

独岛枝芽胞杆菌MCCC 1A00493产生的4-乙烯基苯酚鉴定和作用南方根结线虫特性研究

[目的]根结线虫危害严重,难防难控,前期研究发现一株深海来源的独岛枝芽胞杆菌(Virgibacillus dokdonensis)MCCC 1A00493对南方根结线虫具有良好的体外拮抗效果,本研究分离鉴定菌株发酵液中杀线虫活性物质,对其作用线虫的多种模式进行研究,为菌株有效控制植物病原线虫的应用奠定理论基础.[方法]...     

土元粪及浸提液对番茄根结线虫的防治作用

通过室内生测和盆栽试验,研究了土元粪及其浸提液对南方根结线虫的防治作用,并对土元粪有机挥发物成分及低聚壳聚糖进行了分析.结果表明： 土元粪浸提液对根结线虫二龄幼虫具有击倒和致死作用,且随着浓度增加和时间延长而增加.浸提液的浓度≥20%具有明显的抑制线虫卵孵化的作用.盆栽试验表明,番茄根结线虫侵染形成的根结数量随土元粪使用量的增加而减少,相对防治效果随用量增加明显增大,且番茄株高、茎粗和叶片数随着土元粪用量的增加而增加.土元粪成分分析表明,土元粪中低聚壳聚糖含量达4.35%,有机挥发性物质有9大类110种.     

大豆荚壳杀根结线虫成分的分离及其对抗氧化酶活性的影响

采用液-液分配萃取方法,从大豆荚壳甲醇提取物中分离获得石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇和水的萃取物,测定了其对南方根结线虫J2的毒杀活性,结果表明正丁醇萃取物比其它4种萃取物有更高的杀虫活性,24和48 h对线虫校正死亡率分别为57.76%和67.72%.将正丁醇萃取物通过硅胶柱层析和薄层层析,得到8个组分,通过杀虫活性试验,得到组分2和7为主要的杀虫活性组分,24和48 h对线虫校正死亡率分别为65.93%、66.65%和69.25%、68.51%.进一步就组分2和7对J2抗氧化酶活性的影响进行了研究,结果表明两种组分对谷胱甘肽转硫酶和过氧化氢酶活性都有一定的抑制作用,其中两种组分对过氧化氢酶活性的抑制效果差异不显著,组分7对谷胱甘肽转硫酶活性具有显著的抑制效果,24和48 h的抑制率分别可达72.36%和50.21%.说明大豆荚壳的杀线虫活性成分可能通过影响虫体内的氧化代谢,使线虫体内氧化和抗氧化作用失衡,最终导致线虫死亡.     

贝莱斯芽孢杆菌TMQ-KSL-1分离鉴定及其发酵液对番茄根结线虫的生防作用

镰刀菌(Fusarium spp.)和根结线虫(Meloidogyne spp.)都是植物的重要病原物,这两种病原物在寄主植物中存在着非常复杂的互作关系,可导致严重的植物土传病害。为探寻对番茄根结线虫病害具有高效防治作用的优良菌株,本研究以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)为靶标病菌,采用平板稀释涂布法从多年种植番茄的设施大棚土壤中分离和筛选到一株抑菌效果较好的生防细菌菌株TMQ-KSL-1,根据形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定;测定不同浓度的发酵液及发酵上清液对根结线虫卵孵化率以及根结线虫二龄幼虫死亡率的影响,通过盆栽实验分析其发酵液对根结线虫病害的防治效果。结果表明,菌株TMQ-KSL-1具有较强的杀线虫活性,其发酵液和发酵上清液处理48 h线虫卵孵化抑制率分别为94.76%和90.72%;处理24 h番茄根结线虫二龄幼虫的校正死亡率分别为100%和97.37%;菌株TMQ-KSL-1发酵液100倍稀释液、200倍稀释液对番茄根结线虫病害防治效果分别为59.54%和12.14%,且100倍液处理防效与阿维菌素500倍液处理防效(6...     

拮抗菌生物有机肥对番茄根结线虫的防治作用

通过室内离体试验和温室盆钵试验,评价3株能够水解胶原蛋白的细菌XZ-173(解淀粉芽孢杆菌)、SL-25(吉氏芽孢杆菌)和KS-62(多粘类芽孢杆菌)对番茄根结线虫的防治能力.结果表明:XZ-173、SL-25、KS-62菌悬液对二龄幼虫(J2)的24 h致死率分别达到75.9%、66.7%和50.0%,处理7 d根结线虫虫卵孵化率分别为17.8%、28.9%和37.6%,而对照无菌水二龄幼虫死亡率和虫卵孵化率分别为17.4%和53.6%.在根结线虫发病土壤中施用以3种拮抗菌等比例混合发酵的生物有机肥,防治效果较好,与对照相比,根际土壤中根结线虫数减少84.0%,并且番茄植株根上的根结数和虫卵数显著减少,促进了作物地下部根系和地上部植株的生长.说明拮抗菌生物有机肥对防治根结线虫病害具有广阔的应用前景.     

球毛壳菌对植物病原真菌和根结线虫的生物防治潜力

球毛壳菌(Chaetomium globosum)隶属于子囊菌门、核菌纲、粪壳菌目、毛壳菌科、毛壳菌属真菌,广泛分布于空气、土壤等多种自然环境中,也是植物最常见的内生真菌之一。球毛壳菌能产生种类繁多的次级代谢产物,且其次级代谢产物具有抗真菌和杀线虫等多种生物活性,因而被制作成杀菌剂和杀线虫剂等生物农药,对植物病原真菌和根结线虫(Meloidogyne spp.)有良好的生物防治潜力。本文从球毛壳菌及其次级代谢产物抗植物病原真原菌和杀根结线虫两个方面进行综述,并探讨球毛壳菌对植物病原真菌的生防机制,为植物病原真菌及根结线虫的综合治理和新型生物农药的开发提供参考。     

丝状真菌杀松材线虫代谢产物研究进展

松材线虫病是破坏我国森林生态系统最为严重的病害,具有极强的传播性和破坏性,防治此种病害迫在眉睫。基于对物理和化学方式防治松材线虫的研究,对环境友好度最高的生物防治具有更广的研究前景。丝状真菌及其次级代谢产物,来源于自然,与传统的化学杀线虫药剂相比,对环境影响较小,针对松材线虫的致死作用更为专一,因此,从丝状真菌的次级代谢产物中分离获得杀松材线虫活性产物并测定其结构和活性,对于松材线虫病的防治具有重要意义。本文对丝状真菌产生的具有杀松材线虫活性产物的结构、活性展开综述,发现近二十年共有57个活性产物被发现,且结构多种多样,活性差别较大,为了更好地开展此领域的研究,本文对所有产物的结构和活性进行了系统总结,最后又对该领域的研究进行了总结和展望,以期对松材线虫病的生物防治和丝状真菌杀松材线虫次级代谢产物的深入研究提供参考。     

线虫诱导番茄抗性对烟粉虱发育及存活的影响

有害生物为害植物后可以诱导后者产生防御抗性,进而对同株植物上其它生物产生一定的负面影响。本文以蔬菜生产中的两大重要有害生物——南方根结线Meloidogyne incognita和烟粉虱Bemisia tabaci为研究对象,在实验室内, 利用不同浓度（200头/株、500头/株、1000头/株）的南方根结线虫侵染番茄,分别在侵染后的第3、7、11 d接种烟粉虱,研究南方根结线虫为害番茄后诱导的植物抗性对叶部害虫烟粉虱生长发育及存活等特性的影响。结果表明,受三种浓度的南方根结线虫危害3 d、7 d和11 d后的番茄植株上,与对照植株上相比烟粉虱卵至成虫的发育明显延长;当500头/株和1000头/株浓度南方根结线虫危害3 d 和7 d 后,该番茄植株上烟粉虱的发育历期与对照相比差异达到显著水平,而在南方根结线虫危害11 d的番茄上,尽管烟粉虱发育历期也随接种南方根结线虫浓度的增加而延长,但处理组与对照组之间的发育历期均无显著差异。在南方根结线虫危害3 d、7 d后的番茄上接种烟粉虱,后者卵-成虫的存活率较对照组番茄上明显下降,且差异达到显著水平,而南方根结线虫不同为害时间、不同为害浓度的处理之间对烟粉虱存活率的影响差异并不显著。研究表明,当南方根结线虫与烟粉虱分别在根部和叶部为害同一株植物时,前者通过植物对后者的影响是负面的,二者之间的互作关系应属于拮抗类型。     

1株抗根结线虫红树林放线菌的筛选与鉴定

从红树林底泥中分离筛选具有抗线虫活性的放线菌,并对活性菌株进行分类鉴定。采用稀释平板法分离放线菌,采用24孔板液体筛选模型筛选具有抗线虫活性的菌株,并对活性菌株进行形态学和生理生化特征研究,测定其16S rDNA序列并进行系统发育分析。筛选得到1株具有杀线虫活性的菌株,编号为HA11090,该菌株发酵液在稀释20倍和40倍后,抗根结线虫校正死亡率分别为70.5%和65.0%。菌株HA11090的16S rDNA序列与Saccharopolyspora hirsuta subsp.kobensis和Saccharopolyspora jiangxiensis的相似性最高,分别为99.35%和99.27%,三者在系统发育树上聚为一个分支,形态和生理生化特征分析显示,菌株HA11090与Saccharopolyspora jiangxiensis基本一致,而与S.hirsuta subsp.kobensis差异较大。鉴定菌株HA11090为Saccharopolyspora jiangxiensis,其发酵液具有较强的抗根结线虫活性,值得进一步研究。     

银胶菊叶和花提取物对南方根结线虫的毒杀活性比较

为进一步明确银胶菊(Parthenium hysterophorus L.)的杀线虫活性,对银胶菊叶和花的不同溶剂提取物、甲醇提取物的不同萃取物以及甲醇提取物碱水层的不同极性组分对南方根结线虫(Meloidogyne incognita Chitwood)的杀虫活性进行了检测,并对不同提取物、萃取物和萃取组分进行了生物碱的定性分析.结果表明:银胶菊叶和花的蒸馏水、甲醇、乙酸乙酯和石油醚提取物的得率分别为24.5％和20.3％、19.6％和10.9％、6.8％和7.7％、2.0％和2.7％,其中,叶和花的蒸馏水和甲醇提取物的杀线虫活性均较强,而石油醚提取物的杀线虫活性最弱.用质量体积分数1.0％和0.5％的叶和花蒸馏水提取物分别处理24和48 h后试虫的校正死亡率均达到100.00％;用质量体积分数1.0％和0.5％的叶和花甲醇提取物处理48 h,试虫的校正死亡率均大于90％.叶和花甲醇提取物的碱水层、三氯甲烷Ⅰ层和Ⅱ层萃取物均具有一定的杀线虫活性,其中,用质量体积分数1.0％的花和叶碱水层萃取物以及花的三氯甲烷Ⅰ层萃取物分别处理48 h,试虫的校正死亡率均为100.00％,而三氯甲烷Ⅱ层萃取物的杀线虫活性最弱.银胶菊叶和花甲醇提取物碱水层的11个不同极性组分(A1～A11)也表现出不同程度的杀线虫活性,其中,用质量体积分数0.2％和0.1％花的A2[溶剂为V(三氯甲烷)∶V(甲醇)=10∶1]和A7[溶剂为V(三氯甲烷)∶v甲醇)=1∶1]组分以及叶的A2和A6[溶剂为V(三氯甲烷)∶V(甲醇)=2∶1]组分处理48 h后,试虫的校正死亡率均达100.00％,显著高于其他组分.定性实验结果表明:银胶菊叶和花中具有杀线虫活性的提取物、萃取物和萃取组分中均含有生物碱.研究结果说明:银胶菊花的杀线虫活性高于叶片,其毒杀活性不仅与提取部位及溶剂的种类和极性有关,还与提取物浓度及作用时间等因素有关.     

13种植物源化合物对南方根结线虫的毒力比较

利用离体生物测定法比较了13种植物源化合物对南方根结线虫(Meloidogyne incognita Chitwood)的毒力,并探讨了紫外光照射对这些化合物杀虫活性的影响。结果表明,对苯二酚、DL-薄荷醇、丁子香酚和苦豆碱对南方根结线虫的毒杀活性最强,邻苯二酚等6种化合物的毒杀活性次之,野靛碱、毒扁豆碱和间苯二酚的毒力较低。紫外光照射可明显降低苦豆碱和柠檬酸对南方根结线虫的毒杀活性,而其他11种化合物的毒杀活性则基本不受紫外光照射的影响。     

具杀线虫活性植物内生细菌的筛选和活性产物

【目的】植物寄生线虫是危害植物的重要病原物,为了筛选到能在植物体内稳定定殖并且对植物寄生线虫具有较高杀线虫活性的植物内生细菌生防菌。【方法】以松材线虫为靶标,用直接触杀法进行筛选。对高活性菌株采用正交实验优化发酵条件,测定发酵液杀线虫活性的稳定性,并对菌株进行鉴定。【结果】从6种植物中分离筛选出13株对松材线虫具有较高杀线虫活性的植物内生细菌菌株,这些菌株的发酵上清液对松材线虫处理24h杀线虫率均达到了100%;其中BCM2、SZ5、CCM7和DP1这4个菌株的杀线虫活性较高,发酵上清液稀释3倍处理24h杀线虫率均达到95%以上,DP1和SZ5菌株达到了100%;并发现部分菌株发酵液能使线虫虫体发生渗漏或消解。发酵条件优化后能使发酵液杀线虫效果提高4倍。4株高活性菌株产生的杀线虫物质均对蛋白酶稳定、耐热不耐酸碱且长时间保藏活性不下降。经过鉴定DP1和CCM7是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),BCM2和SZ5是蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。【结论】经济作物体内存在一定数量的能产生杀线虫活性物质的内生细菌,其中一些细菌产生的杀线虫物质具有较强的稳定性。认为杀线虫活性的植物内生细菌具有很大的生防潜力。     

酸黄瓜南方根结线虫病抗性与葫芦素B含量的关系

采用高效液相色谱分析法,通过测定3种不同抗性甜瓜属作物根系中葫芦素B含量的差异,探讨酸黄瓜南方根结线虫病抗性与葫芦素B含量的关系.结果表明:(1)接种根结线虫前,供试材料根系中的葫芦素B含量以酸黄瓜的最高(1.31μg/g),非洲角次之(0.85μg/g),北京截头最低(0.35μg/g),表明酸黄瓜中葫芦素B的本体含量较高;接种根结线虫后,酸黄瓜、非洲角、北京截头根系中的葫芦素B含量升高至3.88、2.67和0.49μg/g,较相应未接种对照分别升高了2.57、1.82和0.14μg/g,表明酸黄瓜经线虫诱导后葫芦素B含量上升较大.(2)酸黄瓜受线虫危害低于非洲角并显著低于北京截头,说明酸黄瓜的抗线虫能力较强;供试材料受害程度与葫芦素B含量相关性分析表明,作物的抗线虫能力与根系中的葫芦素B含量呈正相关关系,其含量越高,抗性越强.研究认为,酸黄瓜的高葫芦素B含量是其南方根结线虫病抗性的化学证据.