贝莱斯芽孢杆菌Pm9生物防治潜力及全基因组分析

摘要

为探究贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)Pm9对植物病害的生防潜力,明确其抑菌广谱性、无菌发酵滤液抑菌活性的稳定性、抑菌机制和抑菌物质遗传基础,并为生防制剂开发利用提供依据,采用平板对峙法测定菌株Pm9对小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis)、小麦纹枯病菌(Rizocto-nia cerealis)、君子兰茎基腐病菌(Fusarium proliferatum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)和南天竹炭疽病菌(Col-letotrichum karstii)6种供试植物病原菌的抑制作用.以葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)为供试病原菌,测定菌株Pm9无菌发酵液抑菌物质稳定性,并考察无菌发酵滤液对葡萄座腔菌孢子萌发和菌丝生长的影响.利用3代Nanopore测序仪测定菌株Pm9的全基因序列,通过BLAST比对分析明确抑菌作用的遗传基础.结果表明,菌株Pm9对6种植物病原菌均具有抑制作用,抑制率在55.5％～87.5％之间.菌株Pm9无菌发酵滤液在pH 4～10之间抑菌活性稳定,耐受酸碱范围广,同时对紫外线照射和蛋白酶K不敏感,80°C以内具有较强的热稳定性.菌株Pm9可使葡萄座腔菌菌丝膨大畸形,抑制菌丝生长和孢子萌发.菌株Pm9含有合成地非西丁(difficidin)、丰原素(fengycin)、bacillibactin、表面活性素(surfactin)等多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物的基因簇,以及能够降解病原菌细胞壁的 β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶相关的基因.贝莱斯芽孢杆菌Pm9可抑制多种植物病原菌的生长,抑菌物质稳定性高,具有产生多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物和细胞壁水解酶的能力,本研究为菌株Pm9进一步开发应用奠定了基础.