羊毛硫细菌素促进枯草芽胞杆菌BSn5在植物中定植的机制

来源 :第六届全国农业微生物研究及产业化研讨会、第十五届全国杀虫微生物学术研讨会、第十一届全国虫生真菌学术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhaoqiangwudi
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  枯草芽胞杆菌是植物促生长菌,其促生效力的发挥依赖于在植物环境稳定地定植.目前对枯草芽胞杆菌的应用广泛,但缺乏对定植机制的研究.我们前期从魔芋组织中分离到一株能够抵抗软腐病的内生枯草芽胞杆菌BSn5.已完成其产生的羊毛硫细菌素subtilomycin 生物合成基因簇的鉴定,预测其结构中具有5 个硫醚桥位于肽链的羧基端.其生物合成基因簇位于枯草芽胞杆菌基因组重组热点处.对不同环境来源的枯草芽胞杆菌88 个分离株的调查发现,该细菌素的产生与植物内生环境相关.魔芋根粗提液能够显著诱导BSn5 产生subtilomycin.在魔芋中接种各BSn5 重组菌株,包括:subtilomycin 产生菌、缺陷菌、超表达菌株、生物被膜突变株、鞭毛突变株,观察这些菌株的定植能力,发现subtilomycin能够显著促进产生菌在魔芋根部定植,并促进魔芋的生长.在进行平板计数时,观察到subtilomycin 产生菌与缺陷菌株形成明显不同的菌落形态.进一步观察BSn5 野生型和subtilomycin 突变体在液体和固体培养条件下生物被膜的形态,发现野生株形成更强健的生物被膜.体外添加subtilomycin 能够回复突变株的生物被膜形成能力.已有报道揭示枯草芽胞杆菌生物被膜的褶皱是运输营养的管道,其形成源于生物被膜中局部细胞的死亡,受到基质的挤压而产生.我们通过死细胞荧光染料进一步观察局部细胞死亡方式的差异.发现subtilomycin 能够促使细胞在比较集中的局部区域死亡,从而形成更明显的褶皱.以枯草芽胞杆菌产生的碱性蛋白酶处理subtilomycin 3 小时,通过LC-Q-TOF 检测到subtilomycin 包含5个硫醚桥的片段12-32 有明显的积累,且抑菌活性丧失.以12-32 片段为材料观察其对生物被膜形成的影响,发现该片段具有和subtilomycin 一样的促进生物被膜形成的能力,说明subtilomycin 促进生物被膜的形成与特异的硫醚环结构相关,并不依赖于抑菌活性.本研究发现subtilomycin 是一个植物相关的羊毛硫细菌素,能影响生物被膜的形成,并促进枯草芽胞杆菌在植物中定殖,这将为开发更有效的生物化肥提供理论基础.
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