【目的】从小麦根际土壤分离鉴定一株赤霉病拮抗菌,对该菌产的抗菌素进行生物学性质研究、种类鉴定和抑菌实验。【方法】利用牛津杯法和光照培养箱实验对其抑菌活性进行测定,通过16S r RNA基因序列分析对目标菌株的种属进行初步鉴定,根据抗菌素相关基因进行PCR扩增和测序,利用在线软件Pro Param tool和TMHMM对编码蛋白进行生物信息学分析。【结果】7M1菌体和抗菌素对禾谷镰刀菌的抑菌圈直径分别为16.33±0.13 mm和15.43±0.21 mm,16S r RNA基因序列分析结果显示其为芽孢杆菌,并与解淀粉芽孢杆菌具有较近的亲缘关系,菌株7M1抗菌素对小麦赤霉病的温室防治效果为76.41%,而且热稳定性好,可被蛋白酶K、胰蛋白酶、胃蛋白酶降解,在p H 5.0-10.0有较好的抑菌活性,但是紫外线辐射会降低其抑菌活性。菌株7M1含有bac AB、itu C、bam D 3种基因,通过与Gen Bank中相关的抗菌素基因进行比对,发现其编码的氨基酸序列与Gen Bank库中的芽孢杆菌溶素、伊枯草菌素和杆菌抗霉素D等抗菌素的相似性达到99%。bac AB编码蛋白和itu C编码蛋白是稳定蛋白,bam D编码蛋白是不稳定蛋白,此外,3种基因的编码产物不具有明显的跨膜结构。【结论】从该菌发酵液提取的抗菌素有很好的抗禾谷镰刀菌活性而且性质稳定,因而在小麦赤霉病的生物防治中具有潜在的应用价值。
玉米穗腐病是严重的世界性真菌病害,而轮枝镰刀菌Fusarium verticillioide是我国玉米穗腐病的主要致病菌。为明确叶菌唑在我国玉米穗腐病防治中的应用潜力,采用菌丝生长速率法和孢子萌发法,分别测定了叶菌唑对2019至2021年采自我国山东、河南和江苏3个省份的35株轮枝镰刀菌菌丝生长以及分生孢子形成、萌发和芽管伸长的影响,并测定了该药剂对轮枝镰刀菌产毒(B族伏马毒素,type B fumonisins,FBs)能力及产毒基因表达的影响;通过测定叶菌唑处理后轮枝镰刀菌菌丝麦角甾醇、胞内甘油和丙二醛(MDA)含量以及电导率的变化,探究了其作用机制;同时评价了叶菌唑对田间玉米穗腐病的防治效果。结果显示:叶菌唑对35株轮枝镰刀菌均表现出较强的抑制活性,其对轮枝镰刀菌的菌丝生长以及分生孢子形成、萌发及芽管伸长具有显著的剂量依赖性抑制作用。其中:叶菌唑抑制菌丝生长的EC_(50)值在0.005~0.029μg/mL之间,平均EC_(50)值为(0.012±0.006)μg/mL;EC_(50)浓度的叶菌唑对轮枝镰刀菌分生孢子形成、萌发及芽管伸长的平均抑制率分别为(20.59±5.75)%、(24.88±5.15)%和(59.98±9.11)%;叶菌唑能显著降低轮枝镰刀菌FBs毒素的产生量和与毒素生物合成相关基因的表达水平,其对FBs毒素合成的抑制率为29.04%;显著降低了轮枝镰刀菌菌丝麦角甾醇的合成量,抑制率为39.10%,同时提高了其胞内甘油、丙二醛含量以及相对电导率,对甘油和丙二醛的诱导率分别为66.39%和33.74%。田间试验表明,有效成分90、135和180 g/hm2剂量的叶菌唑对玉米穗腐病的防效分别为(20.93±4.65)%、(27.75±5.71)%和(46.05±9.90)%,增产率分别为(8.86±8.84)%、(17.28±11.91)%和(33.20±12.07)%,均优于对照药剂丙硫菌唑•戊唑醇。本研究评估了叶菌唑防治玉米穗腐病的潜力,并可为了解其对轮枝镰刀菌的活性和作用机制提供理论依据。
