3討論與結(jié)論
桑椹菌核病發(fā)病率高，防治困難，極大影響桑果產(chǎn)量與品質(zhì)。利用健康桑樹內(nèi)生菌進行桑椹菌核病的綠色防控，不僅有利于促進產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，更能滿足人們的食品安全要求。本研究分離獲得一株對桑椹菌核病病原菌具穩(wěn)定拮抗作用的內(nèi)生細菌B.subtilis C1R32，該菌株發(fā)酵上清液可顯著抑制桑椹菌核病病原菌S.sclerotiorum PZ-2生長，破壞病原菌細胞結(jié)構(gòu)。桑椹離體防效實驗結(jié)果表明，B.subtilis C1R32能抑制S.sclerotiorum PZ-2擴散生長，延緩桑果發(fā)病，具有良好的生防潛力(表4)。B.subtilis C1R32抑菌機理初探結(jié)果表明，B.subtilis C1R32通過促進病原菌活性氧增加、產(chǎn)生氧化脅迫，損傷細胞壁，并影響病原菌糖代謝基因表達，通過減少病原菌糖原合成等途徑來抑制S.sclerotiorum PZ-2生長(圖7)。
圖7 Bacillus subtilis C1R32對Sclerotinia sclerotiorum PZ-2基因相對表達情況的影響
眾多研究表明，內(nèi)生菌可以通過影響病原真菌細胞結(jié)構(gòu)、代謝物合成及氧化應(yīng)激來抑制病原真菌，從而達到防治植物真菌病害的目的。細胞壁是病原真菌的重要細胞結(jié)構(gòu)，生防菌破壞病原菌細胞壁是防控病害的重要策略。Wang等分離到一株內(nèi)生莫海威芽孢桿菌(Bacillus mojavensis)BQ-33，該菌株對獼猴桃黑斑病菌(Didymella glomerata)有良好的拮抗作用，能破壞病原菌菌絲體細胞壁，使大量無機鹽、蛋白質(zhì)和核酸外滲。同樣，本研究中B.subtilis C1R32處理S.sclerotiorum PZ-2后，病原菌纖維素酶相關(guān)基因上調(diào)表達，引起病原菌細胞壁破碎，導(dǎo)致細胞質(zhì)大量流出。
氧化應(yīng)激是指機體活性氧產(chǎn)生和清除失衡，造成活性氧積累，從而誘導(dǎo)細胞產(chǎn)生細胞毒素，進而對細胞結(jié)構(gòu)和生物大分子造成損傷，誘導(dǎo)病原菌發(fā)生氧化應(yīng)激，其也為生防菌防治植物病害的重要機制。Lu等報道了一株B.subtilis BS45的甲醇提取物會引起小麥赤霉病菌(Fusarium graminearum)菌絲活性氧水平增加，進而誘導(dǎo)菌絲細胞氧化應(yīng)激相關(guān)基因表達水平增加。這與本研究中B.subtilis C1R32對S.sclerotiorum PZ-2的抑制結(jié)果相同，B.subtilis C1R32促進S.sclerotiorum PZ-2活性氧迸發(fā)，產(chǎn)生氧化脅迫，促進病原菌凋亡。Han等從棉花中分離篩選出一株對棉花黃萎病菌(Verticillium dahliae)有拮抗效果的解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)41B-1，發(fā)現(xiàn)其代謝產(chǎn)物伊枯草菌素(iturin)可通過誘導(dǎo)V.dahliae活性氧升高從而達到殺菌作用。
Su等報道側(cè)孢短芽孢桿菌(Brevibacillus laterosporus)SN19-1無菌上清液處理水稻白葉枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.Oryzae)后，病原菌胞內(nèi)活性氧水平顯著增加，致病力減弱。同時，生防菌還可以通過影響病原微生物代謝達到防治病害的作用。Hu等通過轉(zhuǎn)錄組測序發(fā)現(xiàn)，B.amyloliquefaciens A-1能通過紊亂黃曲霉(Aspergillus flavus)NRRL 3357的淀粉和蔗糖代謝途徑基因表達來拮抗黃曲霉，其在減少梨、花生和玉米腐敗方面表現(xiàn)出顯著的潛力。
張婷婷等報道，B.velezensis SX-45提取物可以顯著減少人參根腐病原菌(Fusarium oxysporum)還原糖含量。本研究揭示了B.subtilis C1R32能夠通過影響S.sclerotiorum PZ-2糖代謝相關(guān)基因表達，減少糖原積累，誘導(dǎo)S.sclerotiorum PZ-2氧化應(yīng)激，以及損傷細胞結(jié)構(gòu)等起到防治桑椹菌核病菌的作用，結(jié)果顯示B.subtilis C1R32具有良好的生物防治潛能。后續(xù)研究將進一步鑒定B.subtilis C1R32菌株抑菌活性物質(zhì)的主要成分，確定菌株的生物安全性及評估B.subtilis C1R32的田間防治效果的基礎(chǔ)上，制備活菌制劑，將其應(yīng)用于桑椹菌核病的生防實踐。
相關(guān)新聞推薦
2、Bioscreen微生物生長曲線分析儀研究含 TIR 結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)在細菌防御噬菌體中的作用