烟草根际黑胫病拮抗菌生素合成的分子与生化检测

摘要

从贵州采集烟草根际土壤中，筛选到22株对烟草黑胫病菌具有较强、稳定拮抗能力的菌株。对拮抗细菌进行形态学观察生理生化检测，16SrRNA基因扩增与测序、Blast比对，完成鉴定，芽孢杆菌有14株。
　　 为研究此22株拮抗细菌能否产生依枯草菌素A(iturinA)、杆菌霉素D(bacillomycinD)、丰原素(fengycin)、表面活性肽(surfactin)，用iturinA、bacillomycinD、fengycin、surfactin的特异引物通过PCR扩增这些菌株的生物合成基因，22株拮抗细菌有9株检测到iturinA生物合成基因，5株检测到bacillomycinD生物合成基因，13株检测到surfactin生物合成基因，没有菌株检测到fengycin生物合成基因。14株芽孢杆菌菌株中有6株具有iturinA生物合成基因，3株具有bacillomycinD生物合成基因，11株具有surfactin生物合成基因。Bacillus altitudinisZAH3具有iturinA、surfactin生物合成基因，Bacillus flexusWCH1具有bacillomycin D生物合成基因，Delftia tsuruhatensisMTH23具有surfactin生物合成基因，Alcaligenes faecalis RHH48具有bacillomycin D生物合成基因，Kocuria palustris WCH21具有iturinA生物合成基因，Aqrobacterium tumefacies YQH34具有iturinA生物合成基因，Tetrathibadter kashmirensis WCH18具有surfactin生物合成基因。
　　 利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight-masss pectrometry，MALDI-TOF-MS)检测菌株ZAH3、WCH1、MTH23、RHH48、WCH21、YQH34、WCH18抗生素的合成。ZAH3可产生surfactin，WCH1可产生bacillomycinD，MTH23可产生surfactin，RHH48可产生bacillomycinD和fengycin，WCH21可产生iturinA和fengycin，YQH34可产生iturinA，WCH18可产生surfactin和fengycin。
　　 MALDI-TOF-MS结果与PCR结果不完全一致，菌株ZAH3通过PCR检测到iturinA生物合成基因却未通过MALDI-TOF-MS检测到iturinA，菌株RHH48、WCH21、WCH18未通过PCR检测到fengycin生物合成基因却通过MALDI-TOF-MS检测到fengycin。
　　 在不同菌株的质谱中占主要类型的抗生素不同，这表明尽管有些菌株具有多种抗生素的生物合成基因，但在一定时间只有一或两种抗生素能够大量产生，在特定条件下起作用的主要抗生素也因菌株而异，该研究的结果表明特殊菌株产生的大多数抗生素可能受细菌遗传因素影响并受环境信号诱导。
　　 本研究首次对Bacillus altitudinis、Agrobacterium tumefaciens、Delftia tsuruhatensis、Kocuria palustris、Bacillus flexus、Tetrathibadter kashmirensis进行产抗生素检测。
　　 生物防治中有与抗生素一起发挥协同作用的几种机制，然而在一定时间和特定环境条件下，抗生素在防治植物病原菌中发挥最主要作用。本研究表明从烟草根际分离的拮抗菌株具有产生多种抗生素的能力，使之具有成为生物防治工具的潜能。从分子水平上和生化水平上理解生物防治的机制有利于在农业生态系统中创建合理的拮抗物和代谢物的应用策略。