生防菌盾壳霉CmCRZ突变体中抗真菌物质的特性研究

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核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]引起的油菜菌核病给我国油菜生产造成了巨大的经济损失。重寄生真菌盾壳霉(Coniothyrium minitans)是核盘菌的一种生防菌,具有广阔的应用前景。本实验室前期研究发现盾壳霉CmCRZ(calcineurin-responsive zinc finger)敲除突变体与核盘菌对峙培养时形成明显的拮抗带。同时,ΔCmCRZ的胞外氧化物活性显著增强,漆酶基因Cmlcc3在ΔCmCRZ中显著上调表达。但ΔCmCRZ产生的抗真菌物质(antifungal substances,AFS)的基本特性、ΔCmCRZ拮抗活性增强是否与漆酶Cmlcc3有关等问题尚不明确。针对以上问题,我们对ΔCmCRZ产生AFS特性及其生防潜力开展了研究,取得以下研究结果:1.平板抑菌试验与离体油菜叶片防病试验结果显示,ΔCmCRZ AFS对核盘菌的抑菌活性和防病效果均显著高于野生型菌株ZS-1。2.明确了ΔCmCRZ在改良查彼培养液(MCD)摇培时产生AFS的时间动态。随着摇培时间的延长(3 d~15 d),野生型和ΔCmCRZ摇培液中AFS的抑菌活性均逐渐升高。在摇培第6 d和第9 d时,ΔCmCRZ AFS抑菌率(7.54%和8.89%)均显著低于野生型(22.99%和41.66%)。但在摇培第15 d时,ΔCmCRZ AFS抑菌率(81.05%)显著高于野生型(71.14%)。3.比较了ΔCmCRZ和野生型AFS对7种植物病原真菌的抑菌活性。ΔCmCRZ AFS对5种病原真菌(核盘菌、灰葡萄孢菌、希金斯刺盘孢、禾谷镰刀菌和立枯丝核菌)的抑菌活性均显著高于野生型,而对另外2种病原菌(链格孢菌和尖孢镰刀菌)的抑菌活性与野生型没有显著差异。4.ΔCmCRZ AFS的热稳定性较差,在80℃和121℃处理30 min后的抑菌率急剧下降至26.37%和2.22%,显著低于野生型(62.52%和25.43%)。ΔCmCRZ AFS的耐酸碱能力也较差,仅在p H 2~4条件下,AFS的抑菌活性较稳定。5.分别在野生型与ΔCmCRZ中敲除漆酶基因Cmlcc3,结果发现Cmlcc3的缺失导致野生型与ΔCmCRZ的漆酶活性和AFS抑菌活性均显著下降。这说明漆酶Cmlcc3参与盾壳霉对核盘菌的抗生作用。但Cmlcc3的敲除对野生型与ΔCmCRZ的菌落形态、生长速率和重寄生菌丝能力均无显著影响。此外,Cmlcc3的敲除还导致野生型与ΔCmCRZ对草酸(8 m M)的敏感性增强。综上所述,本文比较了盾壳霉ΔCmCRZ和野生型产生的AFS的抑菌活性、产生时间动态、热稳定性和酸碱稳定性等基本特性,发现ΔCmCRZ产生的AFS的抑菌活性增强,但热稳定性和酸碱稳定性下降;证实漆酶基因Cmlcc3与ΔCmCRZ的漆酶活性和拮抗活性增强有关。这说明漆酶Cmlcc3在盾壳霉对核盘菌的抗生作用中发挥一定的作用。
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