Microbacterium trichothecenolvticum XY-3生物防治应用潜能及机理分析

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:paullove0906
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
在果蔬采后损失中,真菌病害引起的果蔬腐烂变质被认为是造成果蔬损失的重要原因。化学杀菌剂虽然具有高效、便捷、廉价等优势,但因其对环境和健康的威胁,其在果蔬采后病害防治的应用受到了严重的限制和约束,急需新的有效替代方案。而生物拮抗菌剂是当前控制果蔬采后病害最有前景的策略之一,其中细菌因其繁殖速度快、数量多等优势是生物拮抗菌剂研发的重点和热点。尽管当前细菌拮抗菌剂的研究已经取得了一定的进展,并研发出几种相应的产品,但仍存在着广谱性差、生产成本较高等问题,限制着其在生产中的应用。因此筛选具有抗真菌潜能的细菌并开发低成本的使用方案具有较大的意义和价值。本文以抑制梨果实青霉病的能力为标准,筛选出对梨果实青霉病具有抑制作用的细菌,并进一步评价其生长特性和安全性。然后对其抑制梨果实青霉病的规律和机理进行了初探,并通过基因组学对其生物防治相关基因进行挖掘与分析,从基因组的角度为今后该菌的使用打下理论基础。最后,从实际使用角度出发,分析了低成本的培养基配方,通过优化培养基为该菌的实际使用提供可行性方案。主要研究成果如下:(1)筛选得到一株对梨果实青霉病具有较好抑制作用的细菌XY-3,通过形态学观察和分子生物学鉴定其为解单端孢菌素微杆菌(Microbacterium trichothecenolyticum)。(2)通过生理生化鉴定、Biolog GENⅢ生长试验、化学敏感性试验以及耐盐性试验,发现该菌株能利用31种碳源,对多种化学物质具有敏感性,并在8%盐浓度下仍能生长。通过平板法确定M.trichothecenolyticum XY-3可以产生蛋白酶。通过血平板试验和斑马鱼急性毒理试验进一步确认了M.trichothecenolyticum XY-3的安全性。(3)进一步探究M.trichothecenolyticum XY-3对青霉病的抑制作用,结果显示M.trichothecenolyticum XY-3浓度与发病率呈负相关,当浓度大于1×109CFU/m L时,M.trichothecenolyticum XY-3可以显著抑制梨果实青霉病的病斑直径和发病率。并且经M.trichothecenolyticum XY-3处理后,梨果实中PPO、CAT、GLU活性均呈现不同程度的提高。(4)通过三代ONT测序对M.trichothecenolyticum XY-3基因组进行测定,得到基因组总长为3724690 bp,CG含量为70.23%,基因预测序列总长度为3398529 bp,共预测到3560个编码基因,在非编码RNA中还发现6个r RNA和47个t RNA,在该基因组中,共有25个CRISPR和14个GI岛。通过anti SMASH数据库比对,共找到6个与抗生素等次级代谢产物合成相关基因簇。通过对生物膜形成相关基因进行搜索和分析,共找到33个与生物膜形成相关基因。在M.trichothecenolyticum XY-3基因组中还发现与3-羟基-2-丁酮、2,3-丁二醇、甲硫氨酸以及异戊二烯等诱导抗性相关物质合成基因。这些基因在一定程度上或许能解释M.trichothecenolyticum XY-3抑制梨果实青霉病的原因,也为该菌今后的研究提供了基因组信息和基础。(5)通过单因素试验、Plackett–Burman试验、爬坡实验和Box-Behnken试验对培养基优化,最终得到M.trichothecenolyticum XY-3最佳培养基配方,配方为:麦芽糖19.52 g/L,酵母提取物14.99 g/L,Mg SO4 0.022 g/L,Na2HPO4 1 g/L,KH2PO4 1 g/L,Na Cl 3 g/L,Ca Cl2 0.05 g/L,p H 6.0;最佳培养条件为:6%接种量,培养温度为30℃,最佳装液量为25/250 m L,180 rpm培养20 h。优化后M.trichothecenolyticum XY-3的生物量可达到(5.218±0.0334)×1010 CFU/m L,是优化前的14.50倍,且成本仅为优化前的40.30%。
其他文献
BH-3模拟药物ABT-737在多种癌细胞中均具有抗肿瘤活性。但是,由于耐药性,ABT-737对人类结直肠癌的抗肿瘤作用很弱。我们先前从被感染的黄赭鹅膏菌中分离纯化出的轮枝孢菌素A是一种天然化合物。在本项研究中,我们旨在通过将轮枝孢菌素A与ABT-737联合使用来克服结直肠癌中观察到的ABT-737耐药性并阐明其潜在的分子机制。通过MTT法测定人结直肠癌HT29和LS411N细胞的存活率,发现轮枝
视频异常检测旨在发现视频中的异常事件,异常事件的主体主要是人车等目标对象。视频数据中的每个目标都具有丰富的时空上下文信息,现有方法大多只关注时间上下文,忽视了空间上下文对异常检测的作用,空间上下文信息代表了检测目标和周围目标之间的关系,对异常检测有很大意义。为此,提出一种基于目标时空上下文融合的视频异常检测算法。首先通过目标检测网络提取视频帧中的目标,以减少背景干扰,再计算相邻两帧的光流图,通过时
百合作为重要的球根植物,具有悠久的栽培历史,其在食用药用和观赏方面都有着广泛的用途,因此也被称为“球根花卉之王”。随着现代社会人们对美好生活的不断向往,百合鲜切花的需求量逐年递增,目前已经是国内继月季和菊花之后的第三大鲜切花材料。但是百合鳞茎的快速繁殖问题一直没有能得到有效的解决,对百合的大规模产业化种植和商业化应用有很大的影响。蔗糖作为植物生长发育中必不可少的营养物质,在百合小鳞茎发生发育过程中
我国拥有非常丰富的杜鹃属种质资源,但其利用率相对较低,杜鹃属植物大多不耐热,夏季的高温是限制杜鹃花在城市绿地中广泛应用的主要因素。光合反应是植物对高温最敏感的生理反应之一,1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)的活性降低是热胁迫下限制光合速率的主要因素。Rubisco的活化依赖于其激活酶R
设施大棚内杀菌剂高频高剂量使用和有机肥大量施用导致杀菌剂在有机肥施用土壤中的残留污染。蚯蚓作为土壤生态系统中的非靶标动物不仅能富集和降解农药残留,而且其肠道是抗生素抗性基因(ARGs)储存与传播的潜在载体。然而,有机肥施用土壤-蚯蚓生态系统中杀菌剂消解与生物富集特征仍缺少相关研究,同时蚯蚓肠道是ARGs研究中一个被忽视的重点,尤其是杀菌剂胁迫下蚯蚓肠道菌群及ARGs的变化规律尚不清楚。本研究以典型
芥菜(Brassica juncea)是重要的十字花科经济作物,作为蔬菜、油料和调味品作物被广泛种植,芥菜独特的风味主要源于次生代谢物质硫苷(Glucosinolates,GSLs)。细胞质雄性不育是其杂种优势利用的重要途径,不育系中线粒体功能紊乱通常会通过线粒体反向信号途径(Mitochondrial Retrograde Signaling,MRS)调控核基因表达。线粒体反向信号在感知和响应内
小麦赤霉病是当前制约小麦产量和麦类食品安全的主要病害之一。禾谷镰刀菌(Fusarium gramnearium)作为该病的主要致病菌,能快速响应外界胁迫,展现出较强的环境适应性。但目前其胁迫应对机制尚不清楚。主要协同转运蛋白超家族(Major facilitator superfamily,MFS)普遍存在于各类生物中,借助细胞内外的电化学浓度梯度促进各类底物的跨膜转运,在微生物应对环境胁迫中十分
核因子Y(Nuclear Factor Y,NF-Y)是一种异源三聚体转录因子,几乎所有真核生物中的NF-Y都具有与CCAAT元件结合的能力,也被称为CCAAT结合因子(CCAAT-Binding Factor,CBF)。已有研究表明,动物的NF-Y复合体在细胞增殖和凋亡、肿瘤和癌症的发生、应激反应、生长发育等许多生命活动中必不可少。但是,关于昆虫NF-Y转录因子的研究至今鲜有报道。翅二型昆虫褐飞
高通量测序技术(High-throughput sequencing)又被称为第二代测序技术(Next-generation sequencing,NGS),其凭借低成本、高灵敏度、速度快、高通量的优势,自首次在病毒检测中应用以来,在近几年获得快速发展。目前利用高通量测序技术已发现数百种新病毒,极大改变了人类对病毒种群数量和进化的认识和了解。高通量测序技术可以实现对未知病毒的快速检测,在植物病毒诊
近年来,稻曲病已成为我国水稻产区的主要真菌病害之一。其病原菌稻曲病菌通过菌丝侵入水稻,向水稻深层组织的拓展也由菌丝完成,因此了解稻曲病菌菌丝生长的调控机制具有重要意义。本研究通过向培养基中分别添加20种常见氨基酸来探究氨基酸对稻曲病菌菌丝生长的影响。结果显示,在一定浓度范围内,补充L-亮氨酸、L-异亮氨酸可以促进稻曲病菌菌丝的生长;补充L-酪氨酸、L-半胱氨酸则对稻曲病菌的菌丝生长具有抑制作用。其