芽孢杆菌sigX因子防治番茄青枯病和香蕉枯萎病的研究

摘要

解淀粉芽孢杆菌是一类生防菌株，对多种植物土传病害具有防治作用。解淀粉芽孢杆菌胞质外功能（Extra-cytoplasmic function，ECF）σ因子（sigM、sigX、sigW、sigV和ylaC）是一种细菌转录调节因子，能响应各种胁迫的应答。探究ECF-σ因子在芽孢杆菌对植物土传病害防治的功能对提高菌株防病能力具有重要意义。本研究通过盆栽实验检测了解淀粉芽孢杆菌118及其sigX缺失株对香蕉枯萎病和番茄青枯病的防治效率，并探究了 sigX 缺失株对香蕉枯萎病菌和番茄青枯病菌的抑菌能力，根系定殖能力。其结果如下：　　（1）sigX 缺失株对香蕉枯萎病和番茄青枯病的防治效率降低，由此说明 sigX参与芽孢杆菌防治香蕉枯萎病和番茄青枯病。　　（2）解淀粉芽孢杆菌118野生型与sigX缺失株对香蕉枯萎病病原菌的抑菌直径分别为8.7 mm、8.5 mm；对青枯雷尔氏菌的抑菌直径分别为10 mm、9.1 mm，两者无显著差异性。进一步超高效液相色谱-质谱联用法(UPLC-MS)方法对产生的脂肽类抗生素进行了检测，发现野生型与 sigX 缺失突变株均能产生 surfactin、iturin、fengycin三类脂肽类化合物。表明sigX不参与解淀粉芽孢杆菌的脂肽抗生素代谢产物调控。　　（3）在微宇宙土壤培养下，sigX 突变体能在土壤中存活并生长良好。通过液体LBGM和固体LBGM培养解淀粉芽孢杆菌118及其sigX缺失突变株生物膜形成能力，结果表明sigX缺失突变株生物膜形成能力下降，生物膜形成速度较慢，薄且透明。在0.3%和0.7%琼脂粉的LBGM培养条件下检测了解淀粉芽孢杆菌118及其sigX缺失突变株的游泳和蠕动能力，sigX缺失突变株游泳和蠕动速度显著降低。　　（4）进一步检测了解淀粉芽孢杆菌118及其sigX缺失突变株在根系的定殖能力，结果表明sigX缺失突变株与野生型相比定殖变慢，且定殖能力变弱。　　综上，sigX在芽孢杆菌定殖植物根系过程中发挥重要作用，sigX能调控芽孢杆菌生物膜的形成和游泳、蠕动的速度，影响芽孢杆菌根系定殖能力，从而影响芽孢杆菌对土传病害的防治能力。

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