论文部分内容阅读
我们在前期从臂形草中分离得到的内生帚枝霉属真菌Sarocladium brachiariae HND5可有效抑制香蕉枯萎病菌的生长,并具有良好的盆栽和大田防效。但由于帚枝霉属真菌Sarolacdium相关研究少,HND5菌株生防作用机理一直不清,限制了该菌株商品化开发。为解析HND5菌株生防作用机制,进一步促进该菌株的商品化开发和大规模推广,我们通过挥发性抑菌物质鉴定、全基因组测序分析以及抗菌基因簇鉴定对其生防机理进行了初步解析。利用顶空法固态微萃取收集HND5菌株培养物上方的挥发性气体,并利用GC-MS进行分析,发现HND5菌株可产生17种不同的挥发性物质,其中3种物质可有效抑制香蕉枯萎病菌的生长,2种物质可有效抑杀根结线虫二龄幼虫。进一步的全基因组测序及比较基因组学分析结果显示,与同属的水稻鞘腐病菌S.oryzae相比,HND5菌株含有大量的真菌细胞壁降解酶,并含有多种未知功能的次生代谢产物合成基因簇。推测该菌株可通过外泌真菌细胞壁降解酶以及具有抑菌活性的次生代谢产物防止病原菌的入侵。在全基因组数据支撑下,对HND5菌株中的非核糖体多肽合成酶(NRPS)表达基因进行缺失突变,发现NRPS30基因被缺失突变后,HND5丧失抑制真菌活性;UPLC-Q-TOFMS分析野生型和突变体次生代谢产物,发现HND5 NRPS30缺失突变体丧失一个多肽类次生代谢产物,推测该物质是HND5菌株主要的抑菌活性物质。全基因组数据还显示,HND5基因组编码一个外泌丝氨酸蛋白酶,该酶与顶孢霉属真菌激发子蛋白AsES具有较高的同源性,由于AsES蛋白可有效诱导草莓对炭疽病的抗性,推测该丝氨酸蛋白酶也具有诱导植物抗性的活性。本文通过挥发性抑菌物质鉴定、全基因组测序分析以及抗菌基因簇鉴定,发现内生帚枝霉属真菌Sarocladium brachiariae HND5菌株具有多种生防机制,可通过产生挥发性抑菌物质、真菌细胞壁降解酶及抗菌非核糖体多肽抑制病菌真菌的生长,并可产生具有诱导抗性活性的激发子蛋白提高寄主机制抗性,为该菌株的商品化开发和大规模推广提供理论支撑。