【摘 要】
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植物生防内生真菌可通过与病原菌竞争生态位和营养物质、产生具有拮抗活性的代谢产物、诱导寄主产生系统抗性等方式来抵御病原菌的危害。所在实验室前期从臂形草(Brachiaria brizantha)中分离得到了一株专利帚枝霉属内生真菌SarocladiumbrachiariaeHND5菌株,该新菌株可产生挥发性抗菌物质,对多种热作病原真菌具有良好的生防潜力。全基因组序列分析发现,HND5菌株基因组中存在激发子蛋白编码基因SbES。本研究以HND5菌株SbES基因编码的激发子蛋白SbES及其挥发性抗菌物质为对象,
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植物生防内生真菌可通过与病原菌竞争生态位和营养物质、产生具有拮抗活性的代谢产物、诱导寄主产生系统抗性等方式来抵御病原菌的危害。所在实验室前期从臂形草(Brachiaria brizantha)中分离得到了一株专利帚枝霉属内生真菌SarocladiumbrachiariaeHND5菌株,该新菌株可产生挥发性抗菌物质,对多种热作病原真菌具有良好的生防潜力。全基因组序列分析发现,HND5菌株基因组中存在激发子蛋白编码基因SbES。本研究以HND5菌株SbES基因编码的激发子蛋白SbES及其挥发性抗菌物质为对象,获得以下研究结果:
利用培养15d的HND5发酵液上清处理盆栽辣椒和黄瓜幼苗,植株对多主棒孢病菌(Corynespora cassiicola)表现出一定的抗病性。通过毕赤酵母蛋白表达系统对密码子优化后的SbES基因进行异源表达,加入甲醇诱导72h和96h后,目的蛋白表达量最高;培养物经HisTrap亲和柱纯化,可得重组蛋白5mg/L。该重组蛋白SbES经SDS-PAGE电泳分离获得目的蛋白条带,分子质量为31.86kDa。
重组蛋白SbES处理辣椒叶片和植株,可诱导叶片产生活性氧爆发、胼胝质积累和微敏反应,诱导植株对多主棒孢(C. cassiicola)产生抗性。辣椒抗病相关基因qRT-PCR分析发现,蛋白SbES可诱导CaMYB306、CaRBOH-A、CaRBOH-C、CaPAL和CaChia5等抗病相关基因表达上调,系统性获得抗性(SAR)相关基因CaNPR1、水杨酸(SA)和茉莉酸/乙烯(JA/ET)途径关键基因CaPR1、CaPDF1.2和CaEIN2上调表达,推测SbES诱导辣椒产生的SAR有可能同时依赖SA和JA/ET信号途径。
利用先前得到的HND5挥发性物质2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(2M4V)和3,4-二甲氧苯乙烯(34D)对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)进行平板熏蒸抑杀试验发现,单剂挥发性物质2M4V和34D抑杀南方根结线虫的EC50分别为0.135μL/L和0.156μL/L;以2︰1、1︰1和1︰2比例复配剂抑杀线虫的EC50分别为0.256、0.127和0.131μL/L。HND5菌株回接香蕉杯苗,杯苗枯萎病的发病率比对照低25.46%,病情指数低12.69;回接大田香蕉植株,枯萎病田间自然发病率比对照低13.10%。
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