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葡萄致腐菌灰葡萄孢及其拮抗菌貝萊斯芽孢桿菌的分離鑒定

2024-09-27 00:00:00劉萍牛新湘管力慧楊紅梅楚敏包慧芳王寧詹發(fā)強林青楊蓉龍宣杞婁愷史應武
江蘇農業(yè)科學 2024年15期

摘要:分離篩選出對葡萄致腐菌灰葡萄孢有較強拮抗作用的拮抗菌,豐富葡萄采后保鮮拮抗菌資源,以期為葡萄灰霉病的生物防治提供理論依據和奠定應用基礎。利用組織塊分離法在腐爛的葡萄果實中分離得到灰葡萄孢,梯度稀釋法從葡萄園土壤中分離得到潛力拮抗菌,通過平板對峙及瓊脂擴散法篩選出拮抗作用較強的生防菌,并通過形態(tài)學觀察、生理生化測定、生物學鑒定確定其種屬。通過對拮抗菌進行溶血性測定初步探索其是否對人體有溶血作用。分離得到的葡萄致腐菌通過形態(tài)學觀察,病原菌PH-23菌絲初期呈灰白色,繼續(xù)培養(yǎng)會逐漸轉變?yōu)榈那嗷液稚?,菌絲繁盛,孢子眾多。對病原菌PH-23 進行ITS、β-tub序列分析,結合形態(tài)學特征確定其為灰葡萄孢。致病力測定結果表明,PH-23接種后葡萄癥狀與葡萄灰霉病癥狀相符,腐爛嚴重。篩選得到對葡萄致腐菌PH-23拮抗作用較強的生防菌TP-1,抑菌圈直徑為22.49 mm。通過形態(tài)學觀察,菌體為桿狀,芽孢呈橢圓形,大小為0.62 μm×2.35 μm。TP-1革蘭氏染色陽性。生理生化鑒定結果初步認為TP-1為芽孢桿菌。基于16S rDNA基因、rpoB基因、gyrB基因序列分析確定其為貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)。拮抗菌TP-1的溶血性測定顯示其對人體無溶血作用。拮抗菌TP-1對灰葡萄孢有較強的拮抗作用,在葡萄采后貯藏及生物保鮮中具有潛在的應用價值。

關鍵詞:葡萄灰霉病;灰葡萄孢;生物防治;生理生化鑒定;拮抗菌

中圖分類號:S436.631.1+9 文獻標志碼:A

文章編號:1002-1302(2024)15-0144-09

收稿日期:2023-09-04

基金項目:國家自然科學基金地區(qū)科學基金(編號:31860024);新疆維吾爾自治區(qū)重點研發(fā)項目(編號:2021B02004、2022B02053-2、2022A02005);國家重點研發(fā)計劃(編號:2022YFD1400304)。

作者簡介:劉 萍(1995—),女,河南信陽人,碩士研究生,從事食品生物技術研究。E-mail:1105898118@qq.com。

通信作者:史應武,博士,研究員,從事微生物生態(tài)與植物健康研究。E-mail:syw1973@126.com。

葡萄是我國重要的水果,營養(yǎng)與經濟價值頗高,果實汁多味美,且含有多種營養(yǎng)物質及生物活性物質[1]。我國生產的葡萄主要以鮮食為主,相比其他生產大國20%的鮮食率,我國基本上有70%用于鮮食[2]。早在2002年我國鮮食葡萄的產量就突破200萬t,一躍成為世界第一的鮮食葡萄生產大國。但葡萄由于具有鮮嫩柔軟,皮薄肉厚,美味多汁,含水量、含糖量較高的特點,在采收及貯運銷售過程中非常容易遭受病原菌侵染引起腐爛[3]。其中,由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)引起的灰霉病是葡萄會面臨的嚴重病害,因為與其他致腐菌相比,Botrytis cinerea不僅具備適應性強、增殖速度快以及遺傳變異大的特點,還擁有低溫致病與潛伏侵染的優(yōu)勢[4]。Botrytis cinerea在-5 ℃的低溫下仍可存活生長,并產生較多的分生孢子,傳播、繁殖,因此在適宜貯藏果實的溫度0 ℃中葡萄依然存在因Botrytis cinerea而腐爛變質的風險,葡萄一旦被Botrytis cinerea感染,通過分生孢子的傳播,腐爛會迅速擴散,難以控制,進而導致葡萄產量損失嚴重[2]。

目前,主要是以農業(yè)和化學防治的辦法來預防控制葡萄灰霉病,但這些辦法都存在一些缺陷。而利用拮抗菌進行生物防治,能夠大大降低化學農藥的使用率,治理農藥殘留的問題,與此同時還可預防病菌形成耐藥性。尤其對已形成抗藥性的病菌進行拮抗菌防治,不失為是一種有效解決抗藥性的辦法[5]。因此,從玫瑰香葡萄腐爛的果實中分離得到致腐菌灰葡萄孢,并在從葡萄園土壤中分離得到的細菌中,利用平板對峙法篩選出對灰葡萄孢具有較好拮抗作用的拮抗菌,對其通過形態(tài)學觀察、生理生化測定、生物學鑒定進行菌種鑒定,以期豐富葡萄灰霉病優(yōu)良拮抗菌資源,為今后的菌劑研發(fā)提供選擇,擴大葡萄灰霉病的防治途徑。

1 材料與方法

1.1 試供材料

1.1.1 試供葡萄

玫瑰香葡萄,購自烏魯木齊市沙依巴克區(qū)北園春水果市場。

1.1.2 試供土樣

選擇新疆石河子、昌吉、五家渠、博樂、庫爾勒、哈密為采樣點。于各采樣點的葡萄園中使用5點取樣法,用鏟子將表層土移開,于距土壤表面5~20 cm處采樣,將同一地區(qū)采集的土樣混勻,裝入采樣袋帶回。

將采集的土樣分別過直徑2 mm的篩網去除石塊與雜根,將過篩后的各土樣裝入密封袋,4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.3 培養(yǎng)基

NA培養(yǎng)基:氯化鈉1.5 g,牛肉浸粉0.9 g,蛋白胨3.0 g,瓊脂4.5 g,pH值為7.3±0.1(25 ℃),蒸餾水溶解,加熱玻璃棒攪拌以便充分溶解,終體積為300 mL,121 ℃滅菌15 min,備用。

NB培養(yǎng)基:氯化鈉1.5 g,牛肉浸粉0.9 g,蛋白胨3 g,pH值為7.2±0.2(25 ℃),蒸餾水溶解,加熱玻璃棒攪拌以便充分溶解,終體積為300 mL,121 ℃ 滅菌15 min,備用。

PDB培養(yǎng)基:葡萄糖6.0 g,馬鈴薯浸粉1.8 g,蒸餾水溶解,加熱玻璃棒攪拌以便充分溶解,終體積為300 mL,121 ℃滅菌20 min,備用。

PDA培養(yǎng)基:葡萄糖6.0 g,馬鈴薯浸粉1.8 g,瓊脂6.0 g,pH值為5.6±0.2(25 ℃),蒸餾水溶解,加熱玻璃棒攪拌以便充分溶解,終體積為300 mL,121 ℃滅菌20 min,備用。

1.1.4 其他材料

Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒、Ezup柱式細菌基因組DNA抽提試劑盒、0.22 μm有機濾膜、直徑6 mm打孔器、玻璃珠、接種環(huán)、竹簽。

1.2 試驗方法

1.2.1 病原菌的分離純化

將玫瑰香葡萄置于溫度為25 ℃,相對濕度為85%的恒溫氣候箱中,自然發(fā)病。粗篩:采用組織塊分離法。用75%乙醇對腐爛變質的葡萄處理30 s進行表面消毒。消毒后無菌水沖洗去除乙醇殘留,無菌濾紙吸除表面水分。使用無菌鑷子及刀片將葡萄果皮與果肉分離,分別取0.5 cm2果皮與果肉置于PDA平板中,24 ℃恒溫培養(yǎng)2~5 d。純化培養(yǎng):無菌接種環(huán)取少量粗篩單菌落菌絲以無菌水稀釋,取稀釋液涂布于PDA平板,24 ℃恒溫培養(yǎng)2~5 d,重復以上操作至每PDA平板均為形態(tài)一致的單菌落。

1.2.2 病原菌形態(tài)學觀察及致病力測定

用6 mm無菌打孔器于病原菌平板中選取單菌落打孔,獲得病原菌菌餅,將菌餅倒置(培養(yǎng)基在上方)緊貼于PDA平板中央,24 ℃恒溫培養(yǎng)2~5 d。觀察病原菌的形態(tài)特征。

對新鮮玫瑰香葡萄果實進行表面消毒,75%乙醇處理1 min,2%次氯酸鈉處理30 s,自然晾干。將分離得到的病原菌返接到葡萄果實上,觀察發(fā)病癥狀。

1.2.3 病原菌基因組DNA提取及分子生物學鑒定

病原菌基因組DNA的提?。河脽o菌打孔器(6 mm)對病原菌平板進行打孔,得到病原菌菌餅,取15個病原菌菌餅接種于PDB培養(yǎng)基中,容量為500 mL、裝液量為100 mL,25 ℃、150 r/min振蕩培養(yǎng)2 d,此為病原菌種子液。取病原菌種子液1 mL,轉接于PDB培養(yǎng)基中,容量為500 mL、裝液量為200 mL,25 ℃、150 r/min振蕩培養(yǎng)5 d,此為病原菌菌液。取病原菌菌液于50 mL離心管中,9 000 r/min 室溫離心20 min,收集病原菌菌體。將菌體用無菌濾紙充分吸除水分,利用液氮將病原菌菌體快速研磨至細膩均一的粉末狀,取適量于1.5 mL無菌離心管中。按照Ezup柱式真菌基因組DNA抽提試劑盒的指示說明提取DNA,-20 ℃保存。

對病原菌的ITS基因片段進行擴增:引物序列為ITS1(5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′)、ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)。PCR反應體系為25 μL:2×Taq PCR Green Mix 12.5 μL,上、下游引物各0.5 μL,病原菌DNA 1 μL,ddH2O 10.5 μL。擴增條件為:94 ℃預變性5 min;94 ℃變性1 min,48 ℃退火1 min,72 ℃延伸1 min,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min,4 ℃保存[6]。

對病原菌的β-tub基因片段進行擴增:引物序列為β-tub-F1(5′-GGTAACCAAATCGGTGCTGCvTTTC-3′)、β-tub-R1(5′-ACCCTCCGTGTAGTGACCCTTGGC-3′)。PCR反應體系為25 μL:2×Taq PCR Green Mix 12.5 μL,上、下游引物各 0.5 μL,病原菌DNA 1 μL,ddH2O 10.5 μL。擴增條件為:94 ℃預變性4 min;94 ℃變性1 min,53 ℃退火1 min,72 ℃延伸45 s,35個循環(huán);72 ℃延伸 10 min,4 ℃保存[7]。

擴增片段的序列分析及系統(tǒng)發(fā)育樹的構建:將PCR擴增產物進行凝膠電泳,觀察擴增片段大小。所用瓊脂糖凝膠濃度為1.5%,取PCR擴增產物 5 μL,以等量ddH2O為空白對照,Maker E為參照標準,設定電壓90 V。電泳結束后于EB染料中染色15 min,自來水淋去染料殘留,凝膠成像分析儀觀察擴增片段大小。將產生明顯條帶的PCR產物委托上海生工生物工程股份有限公司測序。利用SepMan軟件對結果進行序列拼接,然后在NCBI 數據庫中進行比對,再利用MEGA 6.0軟件構建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.4 拮抗菌的分離純化及篩選

將采集的土樣以無菌水稀釋至合適梯度,取100 μL涂布于NA平板,37 ℃恒溫培養(yǎng)14~24 h。純化培養(yǎng):無菌接種環(huán)取單菌落以無菌水稀釋后,取稀釋液涂布于NA平板,37 ℃恒溫培養(yǎng)14~24 h,純化至每NA平板均為形態(tài)一致的單菌落。

采用平板對峙法進行拮抗菌的初篩。用無菌接種環(huán)取少量灰葡萄孢菌絲以無菌水稀釋,取稀釋液涂布于PDA平板。待充分吸收后,十字交叉選取4點,均距平板中央2.5 cm,將純化的單菌落點接于4點,24 ℃恒溫培養(yǎng),選出可產生明顯抑菌圈的拮抗菌。

采用瓊脂擴散法復篩拮抗菌。將初篩的拮抗菌接種于100 mL NB培養(yǎng)基中,37 ℃,180 r/min振蕩培養(yǎng) 14~20 h,取菌液于1.5 mL離心管中,12 000 r/min 室溫離心10 min,上清液用0.22 μm有機濾膜過濾,即獲得拮抗菌的無菌濾液。無菌接種環(huán)取少量病原菌以無菌水稀釋,取稀釋液涂布于PDA平板。待稀釋液充分吸收后,十字交叉選取4點,均距平板中央2.5 cm處用6 mm無菌打孔器打孔,取 80 μL 拮抗菌無菌濾液注入孔中,24 ℃恒溫培養(yǎng),觀察拮抗菌對病原菌的拮抗作用。

1.2.5 拮抗菌形態(tài)學觀察及生理生化測定 形態(tài)學觀察:用無菌接種環(huán)取單菌落以無菌水稀釋,取稀釋液涂布于NA平板,37 ℃恒溫培養(yǎng)14~24 h,觀察其形態(tài)特征。革蘭氏染色,顯微鏡下查看其菌體形態(tài)特征。

生理生化測定:參考《常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊》進行[8]。鑒定項目有:氧化酶試驗、V-P試驗、苯丙氨酸、酪蛋白水解、接觸酶試驗、酪氨酸、D-甘露糖、淀粉水解、D-阿拉伯糖、D-甘露醇、H2S產氣試驗、明膠液化、檸檬酸鹽、甲基紅反應、L-阿拉伯糖、吲哚試驗、D-木糖、硝酸鹽還原、葡萄糖等。

1.2.6 拮抗菌基因組DNA提取及分子生物學鑒定

拮抗菌基因組DNA的提?。河脽o菌接種環(huán)取拮抗菌單菌落,接種于100 mL NB培養(yǎng)基中,37 ℃,180 r/min 振蕩培養(yǎng)14~20 h,獲得拮抗菌菌液。取1 mL菌液于1.5 mL離心管中,按照Ezup柱式細菌基因組DNA抽提試劑盒的指示說明提取DNA,-20 ℃保存。

對拮抗菌的16S rDNA基因片段進行擴增:引物序列為27F(5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)和1492R(5′-GGTTACCTTGTTACGACTT-3′)。PCR反應體系為25 μL:2×Taq PCR Green Mix 12.5 μL,上、下游引物各0.5 μL,拮抗菌DNA 1 μL,ddH2O 10.5 μL。擴增條件為:95 ℃預變性 5 min;95 ℃變性30 s,55 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 2 min,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min,4 ℃保存[9]。

對拮抗菌的rpoB基因片段進行擴增:引物序列為rpoB-f(5′-AGGTCAACTAGTTCAGTATGGAC-3′),rpoB-r(5′-AAGAACCGTAACCGGCAACTT-3′)。PCR反應體系為25 μL:2×Taq PCR Green Mix 12.5 μL,上、下游引物各0.5 μL,模板DNA 1 μL,ddH2O 10.5 μL。擴增條件為:94 ℃預變性4 min;94 ℃變性1 min,51 ℃退火1 min,72 ℃延伸1 min,35個循環(huán);72 ℃延伸10 min,4 ℃保存[10]。

對拮抗菌的gyrB基因片段進行擴增:引物序列為gyrB UP-1(5′-GAAGTCATCATGACCGTTCTGCAYGCNGGNGGNAARTTYGA-3′),gyrB UP-2r(5′-AGCAGGGTACGGATGTGCGAGCCRTCNACRTCNGCRTCNGTCAT-3′)。PCR反應體系為25 μL:2×Taq PCR Green Mix 12.5 μL,上、下游引物各 0.5 μL,拮抗菌DNA 1 μL,ddH2O 10.5 μL。擴增條件為:95 ℃預變性5 min;94 ℃變性1 min,54 ℃退火1 min,72 ℃延伸2 min,30個循環(huán);72 ℃延伸 10 min,4 ℃保存[11]。擴增片段的序列分析及系統(tǒng)發(fā)育樹的構建同“1.2.3”節(jié)。

1.2.7 拮抗菌溶血性測定

將拮抗菌與金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)用無菌接種環(huán)同時于血平板上劃線,34 ℃過夜培養(yǎng)。觀察拮抗菌與金黃色葡萄球菌的生長情況,以此判斷拮抗菌是否具有溶血性:菌落周圍出現透明溶血圈為β溶血,對人體有強致病力;菌落周圍出現綠色暈圈為α溶血,對人體致病力弱;若菌株正常生長無反應,則為γ溶血,無溶血性。金黃色葡萄球菌為陽性對照菌株,對人體有強致病力,菌落周圍會出現透明溶血圈。

2 結果與分析

2.1 病原菌形態(tài)學特征及致病力測定

由圖1可知,在PDA平板中,病原菌菌絲初期呈灰白色,繼續(xù)培養(yǎng)會逐漸轉變?yōu)榈那嗷液稚?,菌絲繁盛,孢子眾多。灰霉病是葡萄貯藏期間易發(fā)且危害嚴重的腐爛病害,初步篩選出與灰葡萄孢相似的病原菌,將其命名為PH-23。

將PH-23接種到健康玫瑰香葡萄后,葡萄表皮出現白色絲絨狀菌絲,后期菌絲轉變?yōu)橥粱疑?,孢子豐富易振落,果實皺縮凹陷,散發(fā)出土腥味。癥狀與葡萄灰霉病癥狀相符。

2.2 病原菌分子生物學鑒定

病原菌ITS片段鑒定結果見圖2的Ⅰ-a與 Ⅰ-b,測序片段經比對后確定其ITS片段大小為517 bp,與PCR擴增產物凝膠電泳圖譜保持一致,說明試驗結果可靠。基于ITS基因構建的系統(tǒng)發(fā)育樹中病原菌PH-23與Botrytis cinerea CLR15 (MK370693)相似性為100%。病原菌β-tub片段鑒定結果見圖2的Ⅱ-a與Ⅱ-b,測序片段經比對后確定其β-tub片段大小為477 bp,與PCR擴增產物凝膠電泳圖譜保持一致,說明試驗結果可靠?;讦?tub基因構建的系統(tǒng)發(fā)育樹中病原菌PH-23與Botrytis cinerea ASF-Bc8 (MH208281)相似性為100%。綜合以上試驗結果最終將病原菌鑒定為灰葡萄孢(Botrytis cinerea)。

2.3 拮抗菌的分離篩選

采用稀釋涂布平板法與平板對峙法結合篩選出對PH-23有拮抗作用的菌株81株,瓊脂擴散法復篩得到拮抗菌46株。由表1可知,據抑菌圈直徑大小將拮抗菌劃分為5個等級,其中抑菌圈直徑 0~5 mm 表示拮抗效果很弱,共19株;6~10 mm表示拮抗效果弱,共6株;11~15 mm表示拮抗效果中等,共10株;16~20 mm表示拮抗效果強,共9株;21~25 mm表示拮抗效果很強,共2株。其中,拮抗效果很弱的菌株最多,占總菌株的41.3%,拮抗效果很強的菌株僅占總菌株的4.3%。

將拮抗效果很強的2株拮抗菌命名為TP-1、TP-2,選用拮抗能力最強的TP-1開展后續(xù)試驗,結果見圖3,TP-1對PH-23拮抗作用明顯,抑菌圈直徑為22.49 mm。

2.4 拮抗菌的形態(tài)學特征及生理生化特征

由圖4可知,TP-1在NA平板中菌落近圓形,表面自中間向四周呈花瓣狀,光滑干燥,整體乳白色,不透明;其菌體為桿狀,芽孢呈橢圓形,大小為0.62 μm×2.35 μm;革蘭氏染色陽性。拮抗菌TP-1及模式菌株生理生化鑒定結果見表2,通過和枯草芽孢桿菌對比,初步認為TP-1為芽孢桿菌。

2.5 拮抗菌分子生物學鑒定

拮抗菌16S rDNA基因片段序列分析結果見圖5的Ⅲ-a與Ⅲ-b,擴增片段經比對后大小為 1 442 bp,與凝膠電泳圖譜保持一致,說明試驗結果可靠?;?6S rDNA基因序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹中拮抗菌與Bacillus velezensis PgBe186(MH211277)相似性為99.93%。拮抗菌rpoB基因片段序列分析結果見圖5的Ⅳ-a與Ⅳ-b,擴增片段經比對后大小為1 195 bp,與凝膠電泳圖譜保持一致,說明試驗結果可靠。基于rpoB基因構建的系統(tǒng)發(fā)育樹中拮抗菌與Bacillus velezensis WLYS23 (CP055160) 相似性為99.93%。拮抗菌gyrB基因片段序列分析結果見圖5的Ⅴ-a與Ⅴ-b,擴增片段經比對后大小為1 148 bp,與凝膠電泳圖譜保持一致,說明試驗結果可靠?;趃yrB基因構建的系統(tǒng)發(fā)育樹中拮抗菌與Bacillus velezensis NN05 (MT119758)相似性為98.25%。綜上,基于16S rDNA基因、rpoB基因、gyrB基因序列分析確定拮抗菌為貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)。

2.6 拮抗菌溶血性測定

由圖6可知,在相同條件與時間培養(yǎng)下,金黃色葡萄球菌周圍出現明顯溶血圈,為β溶血,與金黃色葡萄球菌性質一致。而拮抗菌周圍無變化,為γ溶血,說明拮抗菌對人體無溶血作用。

3 討論與結論

葡萄在運輸和銷售過程中由于自身特性,極易受到外界的機械損傷及致腐菌感染帶來嚴重的經濟損失,因此采后做好葡萄的防腐保鮮工作是必不可少的。葡萄灰霉病是葡萄最為常見且危害極大的采后病害之一,病原菌灰葡萄孢(Botrytis cinerea)不僅能夠感染葡萄,還同樣能夠作用于菜品、樹類以及花草[12-13],危害極大?;移咸焰吣軌蛐纬删伺c分生孢子 使其傳播迅速且可在作物殘留物中長時間存活,加之可低溫生存使其有效防治變得困難[14]。當前人們常用的化學試劑防控葡萄灰霉病雖然有效,但長期使用化學試劑所帶來的的農藥殘留、農藥抗性以及環(huán)境的污染問題不容忽視[15]。因此采用生物防治的辦法“以菌治菌”備受人們的青睞,相較于以往的化學農藥,生物防治從大自然甚至植物本身分離出拮抗菌,不僅具有對人與環(huán)境友好、不易產生抗性、來源廣泛、毒性低、有助于保護生物多樣性等多種優(yōu)點,且可靶向性防治,高效安全[16-18]。因此,積極擴充拮抗菌資源對高效的生物防治菌劑的開發(fā)應用有重要的基礎意義。

本研究從貯藏腐爛的玫瑰香葡萄中以組織塊分離法得到致腐真菌,將其命名為PH-23,通過形態(tài)學觀察與致病力測定初步確認其為灰葡萄孢,而后通過ITS、β-tub基因片段進行序列分析將其鑒定為灰葡萄孢(Botrytis cinerea),ITS序列在種內不同菌株之間會高度保守,但是在種間則會表現出較大差異,因此ITS序列對于屬內種間的系統(tǒng)學研究有較大的應用價值。β-tub則是一種重要的管家基因,常被用作種系發(fā)育的深層分析標記[19]。從不同葡萄園土壤中以稀釋涂布平板法與瓊脂擴散法結合分離篩選出對PH-23有明顯拮抗作用的一株拮抗菌,抑菌圈直徑為22.49 mm,并將其命名為 TP-1。通過形態(tài)特征、生理生化特性初步認定其為芽孢桿菌,再通過16S rDNA、rpoB和gyrB等3個基因的序列結合分析將其鑒定為貝萊斯芽孢桿菌(Bacillus velezensis)。16S rDNA基因是細菌分離鑒定常用的通用型引物,可在所有細菌中穩(wěn)定表達,具有高度保守性。但也存在一定不足,對于親緣關系較近細菌之間的鑒定,16S rDNA分辨率不高,可能會出現不精確的鑒定結果[20-24]。將16S rDNA基因序列分析手段與其他核酸分析技術結合使用可更精準地鑒別菌株,現今常用蛋白編碼基因輔助芽孢桿菌屬的分類鑒定,如gyrB是促旋酶(gyrase)的β亞單位基因,是管家基因,在細菌的近緣物種區(qū)分鑒定方面,比16S rDNA更有分辨率,常用于細菌種水平的鑒定[25-28]。王天力等將16S rRNA基因序列與gyrB基因序列進行比較分析,結果顯示屬于枯草芽孢桿菌群的各種、亞種的gyrB基因相似性為 75%~95%,區(qū)分效果要比16S rRNA更好[29]。而rpoB基因是編碼RNA聚合酶的β亞基,負責RNA的合成。2009年,Ki等分離得到20個芽孢桿菌,分別來自不同的海洋環(huán)境,利用16S rDNA與rpoB基因分析鑒定其多樣性,分析結果顯示以rpoB基因分析構建的系統(tǒng)發(fā)育樹比16S rDNA基因分析構建的系統(tǒng)發(fā)育樹大4.5倍[30],說明rpoB基因可以很好地區(qū)分鑒定芽孢桿菌菌種。

本研究分離篩選所得的TP-1對PH-23有較好的拮抗作用,抑菌圈直徑為22.49 mm,溶血性試驗表明對人體無溶血作用,說明TP-1具有發(fā)展為高效防治葡萄灰霉病生物菌劑的潛力。前人的研究表明,芽孢桿菌屬是極具研究開發(fā)潛力的生防菌,主要是由于該屬可以產生多種抑制植物病原菌的抗生素和形成抗藥性強的內生孢子[31]。貝萊斯芽孢桿菌的代謝產物中就包含多種抗菌物質,如淀粉環(huán)素、桿菌素、蜂毒素、表面蛋白活性劑等物質,可抑制多種病原菌生長,拮抗作用明顯,具有較大的研究價值[32]。如孫平平等研究發(fā)現,貝萊斯芽孢桿菌L-1對梨灰霉及青霉病菌有較好的抑制作用[33];楊勝清研究發(fā)現,貝萊斯芽孢桿菌S6對番茄早疫病原菌和灰霉病原菌有明顯的拮抗作用且對常見病原菌有較廣的抑制作用[34]。前人的研究充分展現了貝萊斯芽孢桿菌的生防潛力,而本研究僅僅開始了第1步,TP-1對PH-23詳細的拮抗機理及其防治效果尚未開展研究,有待進一步試驗,積極探索安全、有效、可持續(xù)的葡萄灰霉病生物防治之路。

綜上所述,本研究從貯藏腐爛的葡萄果實中分離得到致腐真菌PH-23,通過觀察形態(tài)特征及ITS、β-tub基因序列分析將其鑒定為灰葡萄孢。從21份葡萄園土壤中分離篩選出對PH-23有明顯拮抗作用的拮抗菌TP-1,通過觀察形態(tài)特征、生理生化特性及16S rDNA、rpoB、gyrB基因序列分析將其鑒定為貝萊斯芽孢桿菌。溶血性試驗表明拮抗菌TP-1不具備溶血作用,在葡萄采后貯藏及生物保鮮中具有潛在的應用價值。

參考文獻:

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