【摘 要】
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链霉菌属新种N2（Streptomyces sp.N2）是江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室以水稻纹枯病菌为靶目标,分离筛选到的一株对植物病原真菌具有较佳抑菌效果的放线菌;经鉴定,该放线菌株所产的抗真菌活性物质系由含氮四元环和吡喃酮组成的新型氮桥环内酯类化合物（1-甲基-3-氧代-6-氮杂二环[3.1.1]-5（7）-庚烯-2-酮,分子式为C6H7O2N,暂命名为农抗N2）,属典型的氮杂环类
【基金项目】
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国家自然科学基金（31760546）; 江西省研究生创新专项资金资助项目（YC2016-S198）; 江西省青年科学家培养对象计划项目（20142BCB23025）; 江西省教育厅科技项目（GJJ160389）
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链霉菌属新种N2（Streptomyces sp.N2）是江西省农业微生物资源开发与利用工程实验室以水稻纹枯病菌为靶目标,分离筛选到的一株对植物病原真菌具有较佳抑菌效果的放线菌;经鉴定,该放线菌株所产的抗真菌活性物质系由含氮四元环和吡喃酮组成的新型氮桥环内酯类化合物（1-甲基-3-氧代-6-氮杂二环[3.1.1]-5（7）-庚烯-2-酮,分子式为C6H7O2N,暂命名为农抗N2）,属典型的氮杂环类化合物。本文主要开展了以下三方面的研究,以期为农抗N2的生防应用提供理论基础:首先探究了农抗N2对不同类型植物病原真菌、酵母菌、细菌的广谱拮抗活性,并通过形态学观察（光学显微镜、扫描电镜、透射电镜）初步判定了农抗N2的抑菌机制;在此基础上,以诱发水稻常见病害的水稻纹枯病菌为研究对象,从农抗N2阻碍病原真菌细胞壁合成、破坏细胞膜透性、抑制抗氧化功能、干扰物质能量代谢系统等角度,重点并详细地阐明了农抗N2的生防机理;此外,还对农抗N2的水稻诱导抗性及其促水稻种子萌发机制等进行了研究。抑菌活性测定结果表明,农抗N2具有广谱、高效的拮抗特性,对不同类型的植物病原真菌以及酵母菌和革兰氏阳性、阴性细菌均有较强的抑菌作用。尤以对葡萄座腔菌、枯草芽孢杆菌（G+）和水稻黄单胞菌（G-）的抑制作用最为明显。由建立毒力回归方程发现,农抗N2对辣椒疫病菌、葡萄座腔菌、西瓜枯萎病菌、棉花枯萎病菌、烟草黑胫病菌、水稻纹枯病菌、莴苣菌核病菌和稻瘟病菌的EC50分别为0.45、1.02、3.39、1.70、1.49、1.18、1.12和0.68μg/m L,表现出低浓度下的强抑制作用。同时,利用扫描、透射电镜观察了农抗N2作用下的酵母菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和水稻纹枯病菌等菌体细胞的形态变化,结果表明:农抗N2均会导致不同供试菌细胞萎蔫疲软、变形褶皱;细胞膜轮廓不清,细胞器严重损伤,胞内物质密度显著降低。此外,农抗N2不仅会显著延滞水稻纹枯病菌的对数生长期,阻碍菌核的形成及萌发,而且荧光显微镜观察发现PI（碘化丙啶,Propidium Iodide）染色的水稻纹枯病菌菌丝表现出很强的荧光性,说明细胞膜受到破坏并引起膜通透性显著增大。进一步测定了水稻纹枯病菌经农抗N2处理后的几丁质酶、N-乙酰葡萄糖胺、麦角甾醇、丙二醛、抗氧化防御酶系（SOD、CAT、POD、PAL和PPO）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）等生化参数和蛋白质、总糖利用率的变化。结果表明:农抗N2不仅能有效激活水稻纹枯病菌几丁质酶活,引发细胞壁水解;而且会严重抑制菌体麦角甾醇的合成,破坏细胞膜结构;引起丙二醛含量显著升高,致使菌体脂质过氧化程度加剧,并导致活性氧大量积累,造成菌体氧化损伤;同时,菌体抗氧化酶活性受到明显抑制,菌体抗氧化功能显著减弱;此外,能显著抑制菌体MDH、SDH的活性,影响其对营养物质的利用,造成菌体物质能量代谢失衡。农抗N2处理下的水稻浸种和诱导抗性试验发现:适宜浓度的农抗N2能有效增强水稻细胞代谢强度、促进根芽生长、加快物质转运效率,增强活体水稻幼苗的酚类物质代谢和活性氧清除能力,进而预防水稻纹枯病侵染水稻叶片,降低水稻感病指数。综上所述,Streptomyces sp.N2所产的农抗N2不仅结构新颖独特,而且具备抗病原菌的广谱优点,其主要生防机制在于:一方面通过破坏细胞壁和细胞膜功能屏障,顺利进入细胞干扰菌体抗氧化防御和物质能量代谢系统,影响菌体的正常生理代谢发挥拮抗作用;另一方面通过间接诱导水稻幼苗提高活性氧清除、酚类物质代谢和病程相关蛋白代谢能力,增强水稻对植物病原真菌的拮抗特性。
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