<video id="evt63"><em id="evt63"></em></video>

<span id="evt63"><p id="evt63"></p></span>
<th id="evt63"></th>

<tbody id="evt63"></tbody>

    1. <button id="evt63"><object id="evt63"></object></button>

          1. <th id="evt63"><pre id="evt63"></pre></th>

          2. <tbody id="evt63"><pre id="evt63"></pre></tbody>

              <span id="evt63"></span>
            1. <button id="evt63"><object id="evt63"></object></button>

                今天是 
              公司新聞

              枯草芽孢桿菌在肥料中作用機制

              2015-11-25 瀏覽次數:0
               
              枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)是一種嗜溫、好氧、產芽孢的桿狀細菌,其生理特征多樣,分布廣泛,極易分離培養。該菌在自然界中廣泛存在,對人畜無毒無害,不污染環境,能產生多種抗菌素和酶,具有廣譜抗菌活性和極強的抗逆能力??莶菅挎邨U菌不僅可以在土壤、植物根際體表等外界環境中廣泛存在,而且是植物體內常見內生細菌,尤其是在植物的根、莖部。目前該菌已經在水稻、大豆、棉花、小麥、辣椒、番茄、玉米等農作物上顯示出很好的病害防治效果。
              枯草芽孢桿菌通過成功定殖至植物根際、體表或體內,與病原菌競爭植物周圍的營養,分泌抗菌物質以抑制病原菌生長,同時誘導植物防御系統抵御病原菌入侵,從而達到生防的目的。其主要防治對象為絲狀真菌所引起的植物病害,如水稻紋枯病(Stagonospora curtisii)、小麥紋枯病(Rhizoctonia cerealis)、番茄葉霉病(Cladosporium fulvum)、豆類根腐病(Fusariurn graminerarum)(Rhizoctonia spp.)、蘋果霉心病(Alternaria alternata)、棉花立枯病(Rhizoctonia solani)、棉花枯萎病(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)等。
              1 營養和空間位點的競爭
              競爭作用是生防微生物發揮作用的重要機制之一。微生物競爭作用主要包括營養競爭和位點競爭。營養和空間位點的競爭是指存在于同一微小生物環境中的2種或2種以上微生物之間爭奪這一環境內的空間、營養、氧氣等現象。營養競爭只在少數菌株中發現。研究表明,某些菌株通過產生一種嗜鐵素(Siderophores)與環境中的鐵離子高度結合,使植物病原菌缺乏鐵營養而不能生長繁殖,從而占據一定的生態位。位點競爭指微生物在植物根際、體表或體內及土壤中定殖,大多數枯草芽孢桿菌菌株以位點競爭占優勢。Bacon分離的玉米內生枯草芽孢桿菌與玉米病原真菌串珠鐮孢菌(Fusarium moniliforme Sheldon)有相同的生態位??莶菅挎邨U菌能在玉米體內迅速定殖和繁殖,可有效降低串珠鐮孢菌及其毒素(Myeotoxin)的積累。Asaka等研究表明,Bacillus subtilis RB14和NB22在土壤中以細胞存活一段時間后(大約14 d)主要以芽孢形式在土壤中長期存活。杜立新等通過掃描電鏡觀察發現,Bacillus subtilis BS-208菌株在番茄葉面分布不均,大多定殖于傷口周圍、葉面凹陷處和絨毛根部,且能夠在自然土壤和滅菌土中成功定殖,自然土中菌量低于在滅菌土中的菌量。何紅等研究表明,辣椒內生枯草芽孢桿菌Bs-1和BS-2菌株通過浸種、灌根和涂葉處理,不僅可在辣椒體內定殖,而且可在番茄、茄子、黃瓜等多種非自然宿主植物體內定殖。
              3.1.2 分泌抗菌物質
              生防細菌防治植物病害發生發展的一個重要機制是產生拮抗物質。生防細菌的拮抗物質種類多,作用范圍廣譜。同一種拮抗物質可以由多種細菌菌株產生,而同一細菌也可以產生多種不同結構的拮抗物質。
              自1945年Johnson等報道枯草芽孢桿菌產生抗菌物質后,半個多世紀以來人們從枯草芽孢桿菌的不同菌株中發現了60多種抗生素??莶菅挎邨U菌產生的抗菌物質大多為低分子抗菌肽,有環狀肽或環狀脂肽,也有線狀肽,分子量約1000 Da(介于300~3 000 Da),但也有一些為蛋白類拮抗物。
              3.1.2.1脂肽類抗生素
              非核糖體途徑合成的脂肽類抗生素(Lipopeptide Antibiotic)根據其結構上的差異分為伊枯草菌素(Iturin)家族、表面活性素(Surfactin)和Fengycin A、B,加上一些結構未知的環肽抗生素如Bacillus subtilis TG-26產生的一種新的抗真菌小肽LP-1。
              3.1.2.2伊枯草菌素
              伊枯草菌素是由枯草桿菌產生的一大類脂肽類化合物,家族成員包括Iturin A、B、C、D、E,芽孢菌素(Bacillomycin)D、F、L以及抗霉枯草菌素(Mycosubtilin)等。它們都是由7個氨基酸殘基組成的一個肽環,其中包括一個不變的DTyr2以及一個穩定的手性順序LDDLLDL,最后連接一個C14-C17的β-氨基脂肪酸(βAA,β-amino Fatty Acides)。它們對大多數的致病酵母和霉菌具有強烈的抗菌能力。Cho Soo-Jin等報道,抑制炭疽病害的B.subtilis KS03產生的主要抗菌化合物是分子量為1 042 Da的伊枯草菌素A2。Nakayana等研究表明,某些枯草芽孢桿菌能產生抗菌物質伊枯草素(Iturin) 。除了枯草芽孢桿菌,已有人從性質與枯草芽孢桿菌比較接近的解淀粉芽孢桿菌(B.amylollquefaciens)中分離到伊枯草菌素。張桂英等選擇對甘蔗黑穗病菌有拈抗作用的5個革蘭氏陽性芽孢桿菌拮抗菌株和3個革蘭氏陰性拮抗細菌菌株,用PCR技術擴增抗霉菌枯草桿菌素操縱元中mycB基因引。結果是5個革蘭氏陽性芽孢桿菌拈抗菌株均擴增出一條大小為2.0 kb左右的特異帶,革蘭氏陽性芽孢桿菌基因組的PCR產物和伊枯草菌素A合成酶操縱元中的ItuB基因的同源性為97%~98%,說明抗菌作用機制和Iturin類群脂肽抗生素的產生有關。
              芽孢霉素D也屬于伊枯草菌素家族。它的氨基酸順序是L-Asn-D-Tyr-D-Asn -D-Pro-L-Glu-D-Ser-L-Thr。與Iturin家族其他成員有同樣的Asx-Tyr-Asx順序。Anne-Laure Moyne等報道,枯草芽孢桿菌AU195可以產生芽孢霉素D,抑制黃曲霉毒素產生菌黃曲霉(Aspergillus flavus)。
              3.1.2.3 生物表面活性素
              1968年,Arima等首次發現枯草芽孢桿菌株(Bacillus subtilis)產生的脂肽類表面活性劑,呈晶狀,商品名為表面活性素(Surfactin)。生物表面活性素(Surfactin)為分子量約1 000 Da的環脂肽類物質,具有抗菌、抗病毒和生物表面活性劑作用。一般認為,由枯草芽孢桿菌產生的生物表面活性素無直接抗真菌能力,但是可以加強伊枯草菌素的抗真菌能力。Surfactin還能在植物的根部形成一層生物膜(Biofilm)。該膜能保護植物根部免受病原菌的入侵??莶菅挎邨U菌的S499菌株能同時產生表面活性素、伊枯草菌素和Fengyein三大類脂肽類抗生素。Surfactin是已發現的最強的一類生物表面活性劑,在醫藥、化妝品、微生物采油、環境治理等領域都有較好的應用前景。2003年高學文等研究發現,枯草芽孢桿菌B2菌株產生的胞外物質經鹽酸沉淀、甲醇抽提,獲得粗制備物。利用I-IPLC系統將粗制備物過Xterra RP18層析柱分離,獲得的收集液抑制小麥赤霉病菌分生孢子萌發。通過LC-MS分析,發現B2菌株胞外存在3種抑菌物質,即脂肽類抗生素表面活性素、多烯類和一種分子量為564的結構未知的新物質。同年,他們利用MAL-DI- TOF-MS技術,鑒定了將lpaB3基因轉入枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis 168菌株所構建的工程菌GEB3產生的脂肽類抗生素種類。結果表明,GEB3僅產生表面活性素(Sufactin)一種脂肽類抗生素。經LC-MS分析,GEB3產生由13、14和15個碳原子的脂肪酸鏈構成的標準表面活性素變異體(Stan dard Surfactin Isoforms)。生物活性檢測表明,該工程菌產生的脂肽類抗生素表面活性素具有抑制小麥紋枯病菌和稻瘟病菌菌絲生長的作用。2006年別小妹等報道,Bacillus subtilis fmbR菌株的抗菌物質由C13~C15的3種Surfactin A同系物和一種羊毛硫抗生素Subtilosin組成。
              3.1.2.4 Fengycin
              1978年臺灣植物病理學家陳升明教授在豐原市郊馬鈴薯田中分離出Bacillus subtil F29-3。該菌株在田間試驗中可有效抑制并預防由Pyricularia oryzae、Alternaria kikuchiana所造成的植物病害。Vanittanakom等經純化和化學分析發現,Bacillus subtilis F29-3能產生一種抑制許多絲狀真菌生長的脂肽類抗生素,命名為豐原素(Fengycin)。豐原素在分子結構上含有一個由10個氨基酸所組成的環狀部分及1個長鏈的脂肪酸支鏈。它是一種利用非核糖體合成機制所合成的抗生素,其合成基因由fenC、fenD、fenE、fenA、fenB所組成。豐原素合成酶共包含10個間隔區(Module),每個間隔區均能活化一種氨基酸。這些被活化的氨基酸再依次連接,形成脂肽鏈。
              Surfactin表現出抗病毒、抗腫瘤和抗支原體活性,作用機理是破壞病毒的脂膜。Iturin和Fengyein具有強抗真菌活性,機理是影響真菌細胞膜的表面張力,導致微孔的形成、K+及其他重要離子的滲漏,最后引起細胞死亡。脂肽類化合物可用于防治水稻稻瘟病、水稻紋枯病、小麥白粉病、小麥赤霉病、辣椒炭疽病、辣椒病毒病、番茄早疫病、番茄青枯病、黃瓜灰霉病、黃瓜霜霉病等植物病害以及蚜蟲等蟲害。
              生防菌分泌的抗菌物質穩定性決定它對植物病原菌拮抗能力的持續性。有研究報道,枯草芽孢桿菌分泌的表面活性素(Surfactin)在土壤中的穩定性強于伊枯草菌素(Iturin)。土壤灌溉、土壤微生物的降解作用及抗生素與土壤中某些物質的結合都可能造成抗生素在土壤中含量的降低。
              3.1.3 蛋白類抗菌物質
              人們從部分拮抗細菌菌株中分離檢測到蛋白類拮抗物質。這類物質包括一些酶類、抗菌蛋白和多肽類。目前已報道的枯草芽孢桿菌分泌的酶類有幾丁質酶、Bacillomycin D snthetase C(309.04 kDa)、Putative sensorkinase(53.38 kDa)、Endo-1- 4-b-glucanase(46.60 kDa)、Bacillomycin D synthetase B(607.23 kDa)、Endo-1-b- xylanase(54.26 kDa)和Bacillomycin D synthetase A(448.21 kDa)等。幾丁質酶是一種分解聚N-乙酰氨基葡萄糖分子的糖苷酶。Bacillus subtilis G3、地衣芽孢桿菌、短芽孢桿菌都可分泌產生幾丁質酶。
              國內研究者對枯草芽孢桿菌抗菌蛋白的研究主要集中在抗菌蛋白的產生條件及抗菌蛋白的分離提取上。關于抗菌蛋白的分離純化,目前普遍采用硫酸銨鹽析后分步柱層析等程序逐步純化。1993年王雅平等從絲瓜根部分離到一株強烈抑制玉蜀黍赤霉病菌的拮抗菌Bacillus subtilis TG26,并且從中分離到2種分子量為14和14.5 kDa的拮抗蛋白。這2種蛋白除對玉蜀黍赤霉病菌多個生理小種表現出強烈抑制作用外,對水稻稻梨孢、長柄鏈格孢、玉米小斑病菌及綠色木霉也有強烈的抑制作用。1998年謝棟等從對蘋果輪紋病菌具強拮抗作用的B.subtilis BS-98菌株中純化出抗菌蛋白X98Ⅲ,分子量為59 kD,等電點為4.5。糖、脂特異染色證明,X98Ⅲ為一種含糖和脂的蛋白,對蘋果輪紋病、蘆筍莖枯病都有很強的抑制作用。抑菌機理主要是溶解細胞壁,造成菌絲畸形、孢子不發芽或發芽異常。童有仁等研究了對水稻白葉枯病菌具拮抗能力的枯草芽孢桿菌B-034的抗菌物質,其作用活性的pH范圍為4~12,對熱穩定。粗提液經Phenyl Sepharose CL-4B柱層析、DEAE Sephacel柱層析和HPLC的Superdex75HR10/30柱層析,得到2個拮抗活性峰——P1和P2。蛋白電泳和等電點電泳顯示,P2為單一蛋白帶,分子量為50.3 kD,等電點為6.25。經自動Edman降解法檢測和計算機檢索,發現P2是一種新的功能蛋白。2005年劉永峰等用硫酸銨分級沉淀枯草芽孢桿菌B-916胞外抗菌蛋白質,共獲得8個蛋白質粗提物,其中硫酸銨飽和度為40%~50%和50%~60%提取的粗蛋白質對水稻紋枯病菌和水稻惡苗病菌有較強的抑菌活性,對馬鈴薯晚疫病菌則沒有抑菌活性,經sephadex G-100層析后檢測到4個蛋白質吸收峰。2007年報道從B.subtilis B-916中分離到一種新蛋白Bacisubin,分子量為41.9 kD。該蛋白具有核糖核酸酶活性和使紅血球凝聚的活性,不具蛋白酶活性和蛋白酶抑制劑活性。Bacisubin對稻瘟病菌(Magnaporthe gmease)、菌核菌(Sclerotinia sclerotiorum)、立枯絲核病菌(Rhizoctonia solani)、甘藍和花揶菜、白菜黑斑病菌(Alternaria oleracea Alternaria brassicae)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)具有抑制作用。Bacisubin使得Rhizoctonia solani菌絲頂端分枝、扭曲、腫大、破裂。從枯草芽孢桿菌B29菌株的發酵上清液中經DEAE-52離子交換層析和Bio-GelRP-100凝膠層析分離純化到抗菌蛋白B291,分子量約為42.3 kD,等電點為5.69??咕鞍譈29I可推遲黃瓜枯萎病菌孢子的萌發時問,并可強烈抑制芽管伸長。分泌抗菌蛋白的枯草芽孢桿菌還有B.suhtilis B3、H110 B9601菌株。另外,枯草芽孢桿菌A430及內生枯草芽孢桿菌BS-2菌株也分泌抗菌多肽。
              由此可見,不同拮抗枯草芽孢桿菌分泌產生的抗菌蛋白對多種植物病原菌具有強烈抑制作用。其抗病機制包括抑制病原菌孢子產生和萌發,使得菌絲畸形,細胞壁溶解,原生質泄露。新抗菌蛋白的獲得將為抗菌基因的克隆和轉抗菌蛋白基因植物的研究奠定理論和試驗基礎。
              3.1.4 溶菌作用
                溶菌作用是拮抗微生物通過吸附在病原真菌的菌絲上,并隨著菌絲生長而生長,產生溶菌物質消解菌絲體,使菌絲發生斷裂、解體、細胞質消解,有的菌絲原生質凝結;或者是次生代謝產物對病原菌孢子的細胞壁產生溶解作用,致使細胞壁產生穿孔、畸形等現象。林福呈等在分離了976株細菌分離物后,發現來自甘蔗根圍的一株枯草芽孢桿菌S9對立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、終極腐霉(Pythium ultimum)和西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporm f.sp.niveum)在PDA平板上的對峙培養過程中不形成抑菌圈,但4 d后使上述植物病原真菌的菌絲溶解。掃描電鏡觀察發現,S9菌株在待測的立枯絲核菌表面形成了溶菌斑。S9菌株對立枯絲核菌的作用過程是通過吸附在病原真菌的菌絲上,并隨著菌絲生長而生長,而后產生溶菌物質消解菌絲體。許多B.subtilis類拮抗體產生的次生性代謝物質對病原菌的菌絲或孢子的細胞壁產生溶解作用,致病菌細胞壁穿孔、畸形、菌絲斷裂、原生質消解、外溢而喪失活力。例如,B.subtilis PRS5菌株的代謝產物可使R.solani菌絲分隔增多、隔間變短、胞內原生質消解、胞壁大量穿孔或不規則消解、菌絲縮短、斷裂、原生質外溢解體而失活。B.subtilis B-916產生的抗菌物質Bacisubin能使Rhizoctonia solani菌絲頂端腫大、破裂。
                3.1.5 誘導抗性
                植物的誘導抗病性即各種脅迫、刺激引發的植物對病原物致病性的抵抗作用。這些誘導因子通過激活植物的天然防御機制,使植物免受病原物危害或減輕危害。近年一些研究表明,一些病原菌進入免疫植株的穿入能力因免疫植株抑制其發育、侵入和增殖而明顯降低。經誘導處理的植株有些明顯降低了菌分生孢子萌發和吸器的穿入程度,有的則是菌穿人后植株迅速木質化,并伴隨過氧化物酶活性的增強,因此誘導抗病性機制是復雜的。目前揭示的抗病機制表現在:①誘導木質素形成和伸展蛋白(HRGP)的積累;②誘導植保素(Phytoalexins) 沉淀;③誘導病程相關蛋白PRP的產生;④誘導酚物質的積累;⑤誘導寄主防御酶活力。
                寄主防御酶系主要包括苯丙氨酸解氨酶(PAL)、過氧化物酶(PO)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、β-1,3-葡聚糖酶、幾丁質酶等。許多研究表明,植物抗病品種或誘導產生的抗性植株體內酶活性增強,并有PO特異同工酶的出現:PAL是莽草酸代謝途徑的定速酶,是酚、植保素、木質素等抗菌物質合成過程中的關鍵酶。PO及同工酶在上述抗菌物質合成過程中起重要作用。在酶譜上,抗病強的譜帶表現增強,PO與乙烯的合成和吲哚乙酸的作用有關,2種激素會影響代謝的巨變,并與PO一起影響酚的代謝。PPO的主要功能是將酚氧化成毒性更強的醌,PPO的升高有利于酚類物質積累和醌的大量形成。酚為木質素的前體。醌能引起植株過敏抗性反應,甚至PPO本身對植物病害也有抑制作用。植物誘導抗性的產生是通過防御酶系活動而實現的,這些酶活性與抗病性呈正相關。
                近年研究發現,誘導植物抗性也是枯草芽孢桿菌生防作用的重要機制之一 一。Bacillus subtilis FZB24(r)產生與植物抗性蛋白合成基因表達相關的信號蛋白,誘導植物抗性,也通過分泌相關蛋白如絲氨酸專性肽鏈內切酶(Serinespecific endopeptidases)直接誘導植物抗性。Bacillus subtilis AF1處理木豆種子能誘導木豆苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性增加。Bacillus subtilis IN937也能誘導黃瓜對Envinia tracheiphila的抗性。水稻紋枯病生防菌B-916能誘導水稻葉鞘細胞PAL、PO、PPO和SOD活性增強,且分別在24、48、72和24 h達到最高。Tang等研究也發現,Bacillus subtilis B3能誘導小麥PO活性的增加并產生新的PO。徐韶等在對甜瓜枯萎病溫室防效試驗的研究中發現,內生枯草芽孢桿菌B6菌株與綠色木霉T23菌株復合處理的相對防效達82.22%,比B6和T23的單獨處理分別提高32.8%和146.7%。研究表明,內生細菌B6和木霉T23復合接種,其苯丙氨酸解氨酶、過氧化物酶、多酚氧化酶和β-1,3-葡聚糖酶比活性比單獨接種有不同程度的增強。這種變化在挑戰接種甜瓜枯萎病菌之后更加明顯。拮抗菌處理后誘導植物體內產生一些有益于植物抗病性增強的生理生化反應,是拮抗菌制劑防病的重要機理??莶菅挎邨U菌不但能抑制植物病原菌,而且能通過誘發植物自身抗病機制增強植物的抗病性能,即誘導植物抗病性作用,是生防菌發揮生防作用的一個重要方面。
                3.1.6 促進植物生長
                在植物根際生活的一類具有刺激植物生長和抑制植物病原菌等綜合作用的細菌群叫促進植物生長根際細菌(Plant Growth Promoting Rhizobacteria),簡稱PGPR。除上面三種直接作用的生防機制外,1998年發現生防枯草芽孢桿菌能促進植物根系及植株生長,增強了植物的抗病性,從而間接地減少病害發生。胡小加等研究發現,枯草芽孢桿菌Tu-100對油菜、小麥、辣椒、西瓜、大豆和玉米苗期均有不同的促生效果。蔡學清等對辣椒內生枯草芽孢桿菌BS-2的研究證明,BS-2對辣椒苗有明顯的促生作用,同時,該菌株還可誘導辣椒體內吲哚乙酸等促進植物生長的激素含量提高,并降低脫落酸等抑制植物生長激素的形成。
               
               
               
               
              濟南網站建設 濟南網站制作 網站建設 網站制作 美女扒开大腿让我爽视频_成年动漫18禁无码动漫_男女做暧暧18禁止试看_YY111111少妇影院无码
              <video id="evt63"><em id="evt63"></em></video>

              <span id="evt63"><p id="evt63"></p></span>
              <th id="evt63"></th>

              <tbody id="evt63"></tbody>

              1. <button id="evt63"><object id="evt63"></object></button>

                    1. <th id="evt63"><pre id="evt63"></pre></th>

                    2. <tbody id="evt63"><pre id="evt63"></pre></tbody>

                        <span id="evt63"></span>
                      1. <button id="evt63"><object id="evt63"></object></button>