贝莱斯芽孢杆菌B55抗病毒活性物质分析及作用机理研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rual7007
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物病毒病分布范围广、流行速度快、危害严重、防控困难,素有“植物癌症”之称。由于化学药剂的过度使用,导致环境不堪重负,人们更侧重于采用绿色生物防治手段防治植物病毒病。本研究针对对烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)具有抑制作用的菌株B55的分类鉴定、全基因组分析、发酵条件的优化、抗病毒活性物质分析和抗病毒作用机理开展系统研究,为抗病毒微生物农药的研发提供可利用资源和理论依据。本研究取得了以下结果:1.菌株B55分类鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。对菌株B55进行了形态学、主要生理生化特性测定和16S r DNA分子鉴定,结果表明菌株B55革兰氏阳性,菌体杆状,能够产生芽孢,芽孢椭圆形,中生、孢囊膨大,菌落形状不规则,表面有褶皱,具有多种活性,16S r DNA序列同源性分析结果表明菌株B55与贝莱斯芽孢杆菌同源性较高,达100%,结合形态学和生理生化特性测定,将其鉴定为贝莱斯芽孢杆菌。2.对贝莱斯芽孢杆菌B55进行了全基因组分析。全基因组测序分析得出菌株B55的基因总数量4018个,基因组序列总长为3929772 bp,平均GC含量46.5%,含有27个r RNA,86个t RNA,70个串联重复序列,1个基因组岛,1个前噬菌体。对其代谢系统进行分析,注释到与多种碳水化合物活性酶相关基因,检测到12个与次级代谢产物合成相关的基因簇,COG、GO、KEGG注释到与多种功能基因。3.优化了贝莱斯芽孢杆菌B55的发酵条件。从三种营养条件和四种环境条件两方面进行优化,通过单因素试验确定几种供试碳源、氮源和无机盐组分中各自的最佳物质,通过Box-Behnken响应面法进行配比优化,确定最佳配方为可溶性淀粉5 g,蛋白胨5g,硫酸锌15 g,蒸馏水1000 m L。根据优化培养基,对p H、温度、时间和转速四种环境条件进行筛选,确定p H为5,28℃,180 r/min发酵48 h为最优发酵方案。抑制效果明显优于优化前的发酵液,活性物质的产率提高了25%。4.对贝莱斯芽孢杆菌B55的抗病毒活性物质进行分析,表明为生物表面活性素。经酸沉淀获得淡黄色活性粗提物,经Sephadex LH-20柱层析精制后薄层层析,在365 nm紫外光照射下有荧光条带,喷施茚三酮后不显色,加热后出现淡紫色条带。该活性物质的表面张力接近于纯品表面活性素。具有良好的排油活性和一定的耐热性,120℃处理30 min后仍具有活性。综合试验分析,初步判断该活性物质为生物表面活性素。表面活性素对蜡状芽孢杆菌具有抑制作用,当浓度为25μg/m L时仍具有抑制效果。当生物表面活性素的浓度为200μg/m L时,对TMV的病斑抑制率为69.4%,对TMV的预防作用防效为54.2%,治疗作用防效达32.4%,并且能够促进番茄幼苗的生长。5.对表面活性素的抗TMV作用机理进行了初步探究。将200μg/m L的表面活性素与TMV粒子等量混合,采用负染法通过透射电镜观察TMV粒子形态,结果表明表面活性素对TMV粒子形态不产生影响,通过实时荧光定量PCR对TMV的积累量进行测定,结果表明表面活性素能够使TMV的积累量下调,抑制TMV在烟草内部复制增殖;对几种烟草相关防御基因的表达量进行测定,结果表明表面活性素能够诱导COIL、NPR1、PAL、PDF1.2和PR1a等相关防御基因的表达,相关防御基因表达量均高于对照组,其中NPR1基因表达量在处理的5 d内逐渐上调,第5 d时表达量为对照的17倍,说明表面活性素通过水杨酸信号途径诱导植物系统产生抗病性,从而抵抗TMV的侵染。
其他文献
花生疮痂病(Elsino?arachidis)是我国花生产区重要的真菌病害,产生光敏性真菌毒素痂囊腔菌素(Elsinochrome,ESC),具有强烈的细胞毒性,为重要的毒力因子。前期研究发现,ESC生物合成极显著地受到光照调控,揭示病菌毒素生物合成的光调控作用及其分子机制,对探究该病菌的侵染过程、致病机制和调控网络具有重要意义,可为病害防治策略的高效制定提供了科学理论支撑。本文开展了光质对病菌生
学位
南方根结线虫病作为一种典型的土传病害,对全世界的农业生产造成了巨大的经济损失,研究南方根结线虫与植物寄主的互作机制,对防治南方根结线虫病的发生具有重要的指导意义。光作为植物生长发育重要的环境因素,能够影响病原物在植物体内的侵染和发育。本文通过实时荧光定量PCR(q PCR)、绿色荧光蛋白标记目的基因和突变体表型验证等试验证明植物光信号相关基因和其下游的转录因子HY5在南方根结线虫在寄主体内侵染和发
学位
南方根结线虫(Meloidogyne incognita)作为植物病害的重要病原物之一,严重危害了农作物的生产。木霉(Trichoderma spp.)作为生物防治剂被应用于根结线虫病害防治。桔绿木霉Snef1910是本实验室前期筛选出有很高杀线虫能力的生防真菌。本研究以Snef1910菌株为基础,经化学—紫外诱变得到稳定的低毒力菌株,对其毒力变异原因及其生物防治的机理开展研究,结果如下:1.桔绿
学位
玉米大斑病在北方被称为玉米叶枯病(northern corn leaf blight,NCLB),它的病原菌是凸脐蠕孢菌(Setosphaeria turcica),对玉米生产造成非常严重的危害,属于世界性玉米病害。玉米大斑病于意大利首次爆发,20世纪初就已经遍及世界各地的所有玉米生产地,一度成为严重危害玉米生产的重要真菌性病害。NPP1(necrosis-inducing Phytophthor
学位
蓝莓,越橘属植物,具有很高的营养价值和药用价值,可以增强免疫力、改善视力、抗氧化和减缓衰老等,被誉为五大健康食品之一,然而蓝莓果实采后极易受到病原菌的侵染,导致其软化腐烂,造成严重的经济损失。其中链格孢属真菌是辽宁和山东产区的优势致病种群。为了更好地防控采后链格孢菌,本研究通过平板抑菌法来筛选可以抑制链格孢的食品级抑菌剂,并进一步研究其对病菌孢子萌发及细胞膜透性等方面的影响,最后本研究将筛选的食品
学位
随着社会经济的发展和科学技术的进步,公路工程也得到了快速发展。在公路建设中,软土地基问题是较为常见的,如果处理不当会给施工带来很大影响,因此,需要对软土地基进行合理分析和处理,提高其质量和强度,为我国经济发展提供良好的基础设施保障。本篇文章主要对公路工程中软土地基处理技术进行介绍,分析公路工程中软土地基处理技术的特点,总结公路工程中软土地基处理技术应考虑的因素,探究公路工程中软土地基处理技术具体应
期刊
马铃薯Y病毒N株系(Potato virus Y necrosis strain,PVYN)侵染烟草植株后可引起烟草叶脉坏死,烟叶质量显著降低甚至失去烘烤价值。近年来,矿质元素与植物间相互作用抵抗植物病毒病害的研究越来越受到关注。本研究室前期研究发现,镁元素可促使烟草对PVYN产生抗性,但作用机制尚不明确。本文利用转录组测序技术、病毒介导的基因沉默技术,研究了镁元素调控烟草抗PVYN的分子机制,主
学位
水稻纹枯病是由立枯丝核菌引起的一种严重危害农作物的病害。由于其病原菌具有分类复杂、宿主范围广、传播迅速等特点,导致水稻纹枯病很难被控制,可造成高达45%的产量损失。目前使用杀菌剂仍然是控制纹枯病的主要策略,但过度使用化学药剂会对环境造成破坏性的影响,并且目前还未找到最为理想的抗纹枯病的品种,因此筛选并培育抗病品种成为病害防治的主要挑战。本文将水稻光敏色素家族中的Phytochrome B作为研究对
学位
车轮是动车组的关键零部件,在长期服役过程中会发生状态退化,影响动车组的安全平稳运行;同时,动车组的全列车轮均是成组运行、成组检修,各车轮的退化具有整体同步性和个体差异性,并且邻近车轮在运用和检修过程中相互影响。车轮退化具有影响因素多样、参数互相影响、随机性强的特点,因此提出一种动车组全列车轮运维全过程退化数值模拟方法。针对车轮磨耗、缺陷和镟修等运维过程的关键环节,采用了考虑各环节相关因素、退化规律
期刊
水稻纹枯病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)引起的真菌性病害,对水稻产量和品质均会造成较大影响,抗病品种选育是防治水稻纹枯病最有效措施之一。本研究通过水稻纹枯病抗性鉴定试验及对响应激素和纹枯病菌接种诱导的基因OsDUF功能初步验证,为抗性品种选育及有效防治水稻纹枯病提供理论依据。主要研究成果如下:在2020年份的水稻纹枯病抗性鉴定试验中,综合大田成株,温室苗期,离体叶
学位