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鹽生植物根際細菌B268 的鑒定及其抑菌抗鹽活性

2022-08-10 01:55李楚翹王天宇陳安良張心齊陳旭華
農(nóng)藥學(xué)學(xué)報 2022年4期
關(guān)鍵詞:根際芽孢菌株

李楚翹, 王天宇, 尹 穎, 陳安良, 張心齊*,, 陳旭華

(1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 浙江省綠色農(nóng)藥 2011 協(xié)同創(chuàng)新中心,杭州 311300;2. 浙江省樂清市自然資源和規(guī)劃局森林病蟲防治中心,浙江 樂清 325600)

土壤鹽害是威脅全球農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的最主要的非傳染性病害之一[1-2]。目前,全球已有約20%(6.2×107hm2) 的耕地受到鹽害影響,并以每年1%~2%的速度遞增[3-4]。可溶性鹽的積累可改變土壤的物理結(jié)構(gòu)、生化性質(zhì)和營養(yǎng)組成,在短時間內(nèi)即對植物形成滲透脅迫、離子脅迫和氧化脅迫,同時抑制根際有益微生物的多樣性和活性,造成植物生產(chǎn)能力下降或生態(tài)功能喪失[2-7]。相比于物理浸提、化學(xué)中和以及抗性選育等方法,耐鹽生防菌被認為是提升鹽土地力,協(xié)助植物抵御病害和鹽害多重脅迫,促進植物生長最經(jīng)濟有效的工具[3-7]。其中,鹽生植物的根際細菌,兼具耐鹽和生防活性,近年來逐漸受到關(guān)注[7-8]。據(jù)報道,在鹽脅迫條件下,耐鹽植物根際土壤中的微生物量會隨著種植時間的延長而增加,并顯著高于非根際土壤,而有益微生物在根際和根內(nèi)的富集和定殖是鹽生植物適應(yīng)鹽脅迫的主要機制之一,因此,鹽生植物的根被認為是分離耐鹽生防菌的天然菌種庫[7,9]。然而,鹽生植物雖然占到全球植物多樣性的1%,但進行根際細菌資源挖掘的鹽生植物種類較少,主要集中在藜科、禾本科、蝶形花亞科等鹽地優(yōu)勢類群[7]。而木麻黃Casuarinaspp.是一種在熱帶和亞熱帶沿海地區(qū)被廣泛栽種的防護林、用材林以及土壤修復(fù)樹種,其根部與弗蘭克氏菌Frankiaspp.、叢枝菌根真菌的共生關(guān)系,以及與自由生活的根際細菌的互作關(guān)系被認為是其耐鹽速生特性的重要基礎(chǔ),但目前對后者的研究報道還很少[10]?;谏鲜霰尘?,本文從海岸帶短枝木麻黃Casuarina equisetifoliaL.植株根部分離獲得了1 株新的生防細菌B268,在多相分類鑒定的基礎(chǔ)上,對其嗜鹽和生防活性的相關(guān)性,及其提高作物耐鹽性等特性進行評估,旨在拓展耐鹽生防菌的種質(zhì)資源和使用范圍,為研發(fā)適用于鹽土環(huán)境的新型菌劑奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株及黃瓜種子 菌株B268 分離自浙江省樂清市木麻黃海防林的根際土壤樣品 (Na+含量為每克干土7.119 mg),保藏號CGMCC No.13225。青枯病菌Ralstonia pseudosolanacearumYQ 分離自相同木麻黃林的染病植株木質(zhì)部,由實驗室自行保藏。蘋果樹腐爛病菌Valsa malivar.mali、番茄早疫病菌Alternaria solani、膠孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、交替鏈格孢Alternaria alternata、尖孢鐮刀菌Fusarium oxysporum、灰葡萄孢Botrytis cinerea、禾谷鐮刀菌Fusarium graminearum、茶藨子葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea均為實驗室保藏菌種。

供試黃瓜Cucumis sativusL.為馳譽?518號,購自天津科潤黃瓜研究所。

1.1.2 培養(yǎng)基及培養(yǎng)液

鑒定培養(yǎng)基:Marine 2216 改良培養(yǎng)基[11],用于底物水解、甲基紅試驗、 Voges-Prauskauer(VP) 試驗、產(chǎn)硫化氫分析和抗生素敏感性試驗。

YTGB 培養(yǎng)基 (W/V):酵母粉 (yeast extract,BD) 0.05%、胰蛋白胨 (trypticase peptone, BD)0.5%、葡萄糖1%、牛肉粉0.3%,pH 7.0,用于RNA 抽提的細胞培養(yǎng)、適鹽性分析、病原細菌拮抗活性分析、吲哚和吲哚乙酸 (indole-3-acetic acid,IAA) 合成分析。

改良PDA 培養(yǎng)基 (W/V):馬鈴薯20%,葡萄糖1%,胰蛋白胨 (trypticase peptone, BD) 0.5%,酵母粉 (yeast extract, BD) 0.1%,pH 7.0,用于病原真菌拮抗活性分析。

嗜鐵素檢測培養(yǎng)基:LNM 缺鐵培養(yǎng)基[12]。

溶磷培養(yǎng)基 (W/V):蒙金娜有機磷 (0.1%植酸鈣) 培養(yǎng)基[13];NBRIP 無機磷 (0.1%磷酸鈣) 培養(yǎng)基[14]。

黃瓜苗水培液:0.5 × Hoagland 營養(yǎng)液。

1.2 菌株鑒定

1.2.1 形態(tài)及生長特征分析 細胞和菌落形態(tài)觀察,底物水解、甲基紅試驗、VP 試驗、產(chǎn)硫化氫、過氧化氫酶、抗生素敏感性分析參照文獻方法[11],運動性觀察參照文獻方法[15],其余生理生化特征分析采用API ZYM、API 20NE、API 32GN (bioMérieux) 試劑盒。以0~20% NaCl (間隔1%,W/V) 梯度下的培養(yǎng)液OD600值分析最適和極限生長鹽濃度。所有培養(yǎng)物均于28 ℃、140 r/min或28 ℃靜置培養(yǎng)。

1.2.2 系統(tǒng)發(fā)育樹分析 利用Genome BLAST Distance Phylogeny (GBDP) 方法,基于Type (strain) Genome Server 基因組數(shù)據(jù)庫 (http://tygs.dsmz.de/) 構(gòu)建基因組系統(tǒng)發(fā)育樹[16],B268 基因組序列登錄號為CP053764。

1.2.3 比較基因組分析 以O(shè)rthoANIu algorithm法 (https://www.ezbiocloud.net/) 進行平均核苷酸相似性 (average nucleotide identity, ANI) 分析[17];以genome-based distance matrix calculator (http://enveomics.ce.gatech.edu/g) 進行平均氨基酸相似性(average amino acid identity, AAI) 分析[18];以genometo-genome distance calculator (GGDC) 2.1 (http://ggdc.dsmz.de/ggdc.php) 進行模擬DNA 雜交率 (in silicoDNA-DNA hybridization,isDDH) 分析[19];以JSpeciesWS (http://jspecies.ribohost.com/jspeciesws/) 進行四核苷酸特征相關(guān)性指數(shù) (tetranucleotide signature correlation index, TETRA) 分析[20]。

1.3 生防活性分析

1.3.1 抑菌活性 細菌抑制活性采用活菌計數(shù)法。菌株B268、YQ 分別于28 ℃、140 r/min 下活化培養(yǎng)48 h。B268 菌液制備成無細胞上清液[21],并補加等體積的YTGB 空白培養(yǎng)基混合,再按8.5% (V/V) 接種青枯病原菌YQ 菌液或YTGB 空白培養(yǎng)基 (對照),繼續(xù)于28 ℃、140 r/min 下培養(yǎng)4、8 及12 h,分別取樣涂布平板以及透鏡電鏡(Hitachi H-7 650) 觀察。

真菌抑制活性參照文獻方法[22],同時以掃描電鏡 (Hitachi SU-8 010) 觀察菌絲形態(tài)。

1.3.2 適鹽促生活性分析 分別在0~7% NaCl (間隔1%,W/V) 梯度下對B268 培養(yǎng)液的 IAA 濃度[21]、嗜鐵素相對含量[12]以及平板溶磷指數(shù) (phosphate solubilizing index, PSI)[23]進行分析。

1.4 功能基因分析

采用RAST Server v2.0 (https://rast.nmpdr.org/)進行功能基因預(yù)測[24];采用antiSMASH v6.0.1 (https://antismash.secondarymetabolites.org/#!/start) 進行次級代謝產(chǎn)物合成基因 (簇) 預(yù)測[25]。對預(yù)測的IAA 合成關(guān)鍵基因dhaS、嗜鐵素合成關(guān)鍵基因dhbC及植酸酶基因phyC設(shè)計引物 (表1),進行NaCl 濃度梯度下的差異表達分析。采用RNAiso Plus (TaKaRa) 抽提RNA,PrimeScriptTMRT reagent kit with gDNA eraser (TaKaRa) 制備cDNA, TB Green?Premix Ex Taq? (TaKaRa) 進行反轉(zhuǎn)錄熒光定量PCR (RT-qPCR),具體操作參照各試劑盒說明書。程序:95 ℃,5 min;95 ℃,5 s;55 ℃,30 s;72 ℃,30 s;40 個循環(huán)。以16S rRNA 基因為內(nèi)參,以0% NaCl 梯度為對照,采用2-ΔΔCt法進行數(shù)據(jù)分析[26]。

表1 生防功能基因擴增引物Table 1 Amplification primers of biocontrol-related functional genes

1.5 促植物耐鹽性分析

泥炭土 (德國維特) 經(jīng)121 ℃ × 20 min 滅菌兩次后加入育苗盤中,黃瓜種子經(jīng)體積分數(shù)為70% 乙醇4 min,0.1% 氯化汞30 s,70% 乙醇1 min 消毒后播種,待長出第5 片真葉時轉(zhuǎn)水培:共12 個水培箱,每個水培箱加8 L 營養(yǎng)液,12 株苗,24 h 曝氣,4 d 更換營養(yǎng)液1 次,于28 ℃、相對濕度50%~60%、光照14 h (6:00 至20:00)條件下培養(yǎng)。緩苗后,將12 個水培箱隨機分成4 組,分別進行以下處理:①新鮮的B268 培養(yǎng)液離心收集細胞,無菌水漂洗后以0.75 × Hoagland 營養(yǎng)液重懸 (OD600=1),按每個水培箱1 L 菌懸液、7 L營養(yǎng)液的比例接種;②以含640 mmol/L NaCl 的0.75 × Hoagland營養(yǎng)液替代①中的菌懸液接種,NaCl 終濃度為80 mmol/L;③以含640 mmol/L NaCl 的0.75 × Hoagland 營養(yǎng)液制備菌懸液后接種;④對照 (不處理),以空白的0.75 × Hoagland營養(yǎng)液接種。于處理后的第4 天更換營養(yǎng)液前,每個水培箱隨機選取6 株苗,采集從上往下第2 片真葉,于 -80 ℃保存,備用。更換營養(yǎng)液的同時重新接種B268 和鹽脅迫 (終濃度120 mmol/L),并于二次處理后的第4 天相同時間點,采集剩下苗株的真葉保存?zhèn)溆?,取樣方法同上。最后對所有樣本進行丙二醛和可溶性糖含量的分析[27]。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS Statistics 26.0 進行方差分析及差異顯著性檢驗 (P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 分類鑒定

2.1.1 形態(tài)及生長特征 菌株B268 的細胞為革蘭氏陽性,桿狀,1.8~2.0 μm × 0.6 μm,形成近端生、不膨大的柱狀芽孢 (圖1-A),同時具有單端叢生鞭毛 (圖1-B),進行群聚運動 (swarming)。B268在YTGB 平板上形成平整延展狀生物膜,在Marine 2216 改良平板上形成褶皺收斂狀生物膜。在含0~15%NaCl (W/V) 的YTGB 液體培養(yǎng)基中均能生長,最適生長NaCl 為3%。

圖1 菌株B268 的細胞形態(tài)Fig. 1 Cell morphology of strain B268

2.1.2 生理生化特征 菌株B268 能夠利用D-葡萄糖、D-核糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-麥芽糖、D-甘露醇、N-乙酰葡萄糖胺、糖原、乙酸鹽、丙二酸鹽、3-羥基丁酸鹽、戊酸鹽、葡萄糖酸鹽、2-酮基葡萄糖酸鹽、5-酮基葡萄糖酸鹽、檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、DL-乳酸鹽、3-羥基苯甲酸鹽、4-羥基苯甲酸鹽、L-丙氨酸、組氨酸、L-脯氨酸作為單一碳源和能源。水解七葉苷、酪蛋白、脫脂牛奶、羧甲基纖維素鈉、淀粉、木聚糖、明膠和吐溫20、40、60,不水解幾丁質(zhì)、果膠、葡聚糖和吐溫80。硝酸鹽還原、VP 試驗、產(chǎn)吲哚和硫化氫陽性,甲基紅試驗陰性。過氧化氫酶、氧化酶、脲酶、堿性磷酸酶、酸性磷酸酶、萘酚雙磷酸水解酶、C4 酯酶、C8 酯酶陽性。對復(fù)方新諾明、青霉素G、羧芐青霉素、氨芐青霉素、萬古霉素、卡那霉素、慶大霉素、米諾環(huán)素、頭孢噻吩、氯霉素、紅霉素、新生霉素、新霉素、諾氟沙星和氧氟沙星敏感,對鏈霉素、四環(huán)素、多粘菌素、阿莫西林、林可霉素不敏感。未列舉的API ZYM、API 20NE、API 32GN 試劑盒分析結(jié)果均為陰性。

2.1.3 系統(tǒng)發(fā)育地位及基因型特征 基于基因組序列的系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明 (圖2):菌株B268 屬于枯草芽孢桿菌復(fù)合種 (Bacillus subtiliscomplex species) 內(nèi)的解淀粉芽孢桿菌世系(Bacillus amyloliquefaciensclade),在同種貝萊斯芽孢桿菌群 (conspecificB. velezensisgroup) 中形成一個分支最早、相對獨立的單系支 (monophyletic branch)。

圖2 枯草芽孢桿菌復(fù)合種的基因組系統(tǒng)發(fā)育樹Fig. 2 Phylogenomic tree of Bacilus subtilis species complex

比較基因組分析結(jié)果表明 (表2):B268 與同種貝萊斯芽孢桿菌群內(nèi)所有標株間的ANI (97.7%~97.83%)、isDDH (80.3%~81.4%)、AAI (98.19%~98.21%) 和TETRA (0.999 2~0.999 63) 值均高于菌群外標株,進一步證明B268 與該菌群為同種關(guān)系。其次,B268 與菌群內(nèi)標株間的ANI 值 (97.7%~97.83%) 低于原核微生物亞種的劃分閾值 (ANI>98%),而isDDH 值 (80.3%~81.4%) 高于亞種劃分閾值 (isDDH>79%~80%),表明B268 為同種貝萊斯芽孢桿菌群內(nèi)的一個新種系型,基于目前分類標準,還不能確定是否為一個新亞種。

表2 解淀粉芽孢桿菌世系內(nèi)的比較基因組分析Table 2 Comparative genome analysis within Bacillus amyloliquefaciens clade

綜合上述多相分類結(jié)果以及芽孢桿菌分類現(xiàn)狀,將菌株B268 鑒定為同種貝萊斯芽孢桿菌群成員,與FZB42T等經(jīng)典生防菌株為同種關(guān)系。

2.2 生防活性

2.2.1 病原細菌拮抗活性 在含有B268 無細胞上清液的體系中,培養(yǎng)4 h 時,青枯病原菌YQ 開始出現(xiàn)細胞變形死亡現(xiàn)象 (圖3-B,箭頭),但此時的細胞繁殖速度仍高于死亡速度,因此總的活細胞數(shù)緩慢增加 (圖4);培養(yǎng)至8 h 時,活細胞數(shù)達到最高,之后細胞死亡速度開始高于生長速度;至12 h 時,絕大多數(shù)細胞出現(xiàn)變形 (圖3-C,箭頭),表明B268 具有較強的拮抗活性。

圖3 B268 無細胞上清液中R. pseudosolanacearum YQ 的細胞形態(tài)Fig. 3 Cell morphology of R. pseudosolanacearum YQ in the cell-free supernatant of B268

圖4 B268 無細胞上清液中R. pseudosolanacearum YQ 的活細胞數(shù)變化Fig. 4 Change of living cell numbers of R. pseudosolanacearum YQ in the cell-free supernatant of B268

2.2.2 病原真菌拮抗活性 平板對峙結(jié)果表明(表3):菌株B268 對8 種常見植物病原真菌均有拮抗活性,對其中6 種的抑制率高于50%。同時,掃描電鏡結(jié)果顯示,在B268 拮抗作用下,菌絲普遍呈現(xiàn)干癟、皺縮或粘連狀 (圖5-A),而膠孢炭疽菌產(chǎn)生了大量的孢子 (圖5-C,箭頭)。

表3 B268 對病原真菌的拮抗活性Table 3 Antagonistic activities of B268 against pathogenic fungi (n=7)

圖5 B268 抑制作用下病原真菌的菌絲形態(tài)Fig. 5 Hypha morphology of pathogenic fungi antagonized by strain B268

2.2.3 適鹽促生活性 菌株B268 在0~6% NaCl梯度下均能合成IAA,最適梯度在3%~4%,培養(yǎng)5 d時胞外IAA 濃度達到最高 (圖6)。其中,6% NaCl下的IAA 合成出現(xiàn)延滯,培養(yǎng)3 d 時仍接近于零,但隨著培養(yǎng)時間的延長,5 d 時4%~6% NaCl 下的IAA 濃度均明顯提高,且增幅大于0~2%梯度。

圖6 B268 吲哚乙酸合成活性的鹽相關(guān)性Fig. 6 The correlation of indole acetic acid production with salinity in strain B268

圖7 顯示B268 的嗜鐵素合成有明顯的鹽相關(guān)性,不同培養(yǎng)時間下均在1%NaCl時相對含量最高,其次為0%NaCl,而2%~6%梯度時相對含量在較低水平上波動。

圖7 B268 嗜鐵素合成活性的鹽相關(guān)性Fig. 7 The correlation of siderophore production with salinity in strain B268

平板溶磷結(jié)果 (圖8) 表明:B268 兼有溶解有機磷和無機磷的活性,3%~4%NaCl 時溶磷指數(shù)相對較高,在0~7%NaCl 梯度下總體保持穩(wěn)定。

圖8 B268 溶磷活性的鹽相關(guān)性Fig. 8 The correlation of phosphate solubilizing activity with salinity in strain B268

2.3 生防功能基因

基于RAST 分析結(jié)果,在B268 基因組 (CP 053764) 中發(fā)現(xiàn)了IPyA 型IAA 合成途徑、兒茶酚型嗜鐵素 (bacillibactin) 合成途徑以及單個植酸酶(phytase) 基因。其中,前兩個途徑中的吲哚3-乙酰乙醛脫氫酶 (indol 3-acet-aldehyde dehydrogenase)基因dhaS、異分支酸合成酶 (isochorismate synthase) 基因dhbC以及植酸酶基因phyC在NaCl 梯度培養(yǎng)條件下的轉(zhuǎn)錄活性同相應(yīng)的表觀活性類似,也呈現(xiàn)出鹽相關(guān)性,分別在1%或3%NaCl下轉(zhuǎn)錄水平最高 (圖9)。

圖9 B268 生防功能基因轉(zhuǎn)錄活性的鹽相關(guān)性Fig. 9 The correlation of transcriptional activity of biocontrol-related genes with salinity in strain B268

基于antiSMASH 分析結(jié)果,在B268 基因組中發(fā)現(xiàn)了13 個抗菌物質(zhì)合成基因簇 (表4),其中7 個為同種貝萊斯芽孢桿菌群標株的共有基因簇,而rhizocticin 和plantazolicin 分別僅在B268 和B.amyloliquefacienssubsp.plantarumFZB42T預(yù)測到,mersacidin 僅在B268 和B. velezensisNRRL B-41580T預(yù)測到。結(jié)合表觀抗菌活性分析結(jié)果,進一步表明B268 具有廣譜抗菌的潛力,以及不同的抑菌譜。

表4 同種貝萊斯芽孢桿菌群內(nèi)的次級代謝基因簇比較Table 4 Comparison of the secondary metabolic gene clusters within conspecific B. velezensis group

2.4 促植物耐鹽活性

以葉組織中的丙二醛 (MDA) 和可溶性糖含量變化為表征,對不同程度鹽脅迫下,B268 促進黃瓜耐鹽性的效果進行了評估。結(jié)果 (圖10) 表明:在低鹽 (80 mmol/L) 脅迫下,未接種B268 的苗株,可溶性糖含量比對照增長52.5%,且MDA含量沒有明顯增加,表明該鹽度下,黃瓜能夠自主地積累滲透保護物質(zhì)來避免鹽害;同時,接種B268 的苗株,可溶性糖含量比未接種苗株低23%,而MDA 含量同樣沒有明顯增加,表明B268 能夠降低黃瓜對低鹽脅迫的敏感性。在高鹽 (120 mmol/L)脅迫下,未接種B268 的苗株,可溶性糖含量比對照增長123.6%,但MDA 含量也比對照提高76.7%,表明該鹽度下,黃瓜的自主滲透保護已無法有效抵抗鹽害;而接種B268 的苗株,可溶性糖含量僅比未接種的苗株高46.4%,而MDA 含量則比未接種的苗株低67.2%,與對照相近 (僅比對照高5.7%),表明接種B268 能夠調(diào)節(jié)滲透保護物質(zhì)的積累,有效降低鹽害所造成的細胞損傷,提高黃瓜的耐鹽性。

圖10 不同程度鹽脅迫下B268 對黃瓜葉片中可溶性糖及丙二醛含量的影響Fig. 10 Influence of B268 on the soluble sugar content and MDA content in cucumber leaves under different salt stresses

3 討論

Dunlap 等在2016 年建議將親緣關(guān)系相近的原B. velezensis與B. amyloliquefacienssubsp.plantarum、B. methylotrophicus合并為新B.velezensis[28]。而Fan 等在2017 年提出同種概念,即由上述3 個 (亞) 種組成同種貝萊斯芽孢桿菌群[29]。根據(jù)基因組比較分析結(jié)果可以確定,B268屬于同種貝萊斯芽孢桿菌群,同時,與群內(nèi)各標株間的ANI 值低于原核微生物亞種的劃分閾值[29],因此認為其為貝萊斯芽孢桿菌群的一個新種系型。

近10 年間,貝萊斯芽孢桿菌成為繼枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌B.licheniformis之后,又一個被重點挖掘的具有多領(lǐng)域應(yīng)用潛力的芽孢桿菌種,尤其在生物防治和促生增產(chǎn)方面潛力巨大[30]。與同類群的FZB42T等經(jīng)典生防芽孢桿菌一樣,B268 具有合成IAA、嗜鐵素和溶磷等促生活性,以及廣譜的抗菌能力。不同的是,B268 分離自鹽生植物根際。目前,來自于鹽生植物根際環(huán)境的貝萊斯芽孢桿菌報道較少,僅B. velezensisXT1 (分離自鹽土燈心草根際)[31],B. velezensisMBY2 (分離自駝蹄瓣屬根際)[32]等少量菌株,而不同的鹽生植物具有不同的根際群落,形成特異的微生物-植物互作機制[8],因此,B268 也表現(xiàn)出一些新性狀,如生防活性的鹽響應(yīng)性。B268 所在的采樣點受海水倒灌影響而重度鹽漬化,因而具有嗜鹽生長的特征 (最適生長3% NaCl,生長范圍0~15% NaCl)。相應(yīng)地,B268 的IAA、嗜鐵素合成和溶磷活性在基因轉(zhuǎn)錄水平以及生理水平上也都表現(xiàn)出適鹽性 (最適NaCl> 0%)。眾所周知,芽孢桿菌是目前抗逆性最強的生防菌種類,Upadhyay 等的研究表明,在鹽脅迫下,僅有18%的小麥根際細菌仍能表現(xiàn)出生防活性,其中芽孢桿菌及其相近屬占80%,但與B268 不同的是,這些產(chǎn)芽孢細菌的生防活性隨著培養(yǎng)基鹽度的升高而下降,即沒有鹽響應(yīng)性[33]。由此可見,鹽脅迫下不同芽孢桿菌的表現(xiàn)不同,而B268 融合了嗜鹽性和生防活性。依據(jù)Etesami和Arora 等的觀點,耐鹽生防菌的壓力響應(yīng)特性不僅作用于自身抗逆,也可能有助于其對植物的抗逆保護,但具體機制目前仍知之甚少[4,7],而B268 在這方面具有一定的研究價值。

水培試驗中,在黃瓜苗可耐受的鹽脅迫程度下 (80 mmol/L NaCl),接種B268 可降低植株的鹽反應(yīng),而在高鹽脅迫 (120 mmol/L) 下,接種B268 可提高植株的鹽保護水平,形成一定的鹽耐受性,表明B268 能在短時間內(nèi) (4 d) 與植物形成有效的抗鹽互作。此外,B268 還具有一定的次生代謝潛力。據(jù)報道,貝萊斯芽孢桿菌的次級代謝產(chǎn)物合成具有菌株特異性[34],而在B268 的基因組中發(fā)現(xiàn)了在同種貝萊斯芽孢桿菌群中出現(xiàn)頻率較低(12%) 的mersacidin 基因簇[35],以及多個目前尚未解析的活性物質(zhì)合成基因簇,包括萜烯類(terpene)、三型聚酮合酶類 (T3PKS) 等。因此,在鹽害及病害防治方面,B268 也具有一定的挖掘潛力。

目前,我國鹽漬土面積已達3.69×107hm2,且分布廣闊、類型多樣,因此,鹽漬土的修復(fù)和資源化利用已成為我國農(nóng)林業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的重要內(nèi)容[36]。而耐鹽生防菌在提高鹽土肥力、促進植物健康方面具有不可替代的作用,是土壤鹽漬化防治體系中的重要一環(huán)。B. velezensisB268對鹽具有響應(yīng)特性,可助力鹽害的綠色治理。

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