一种产挥发性抑菌气体的链霉菌新种及其在防治植物病原真菌中的应用
本发明涉及微生物应用,特别涉及一种产挥发性抑菌气体的链霉菌新种及其在防治植物病原真菌中的应用。
背景技术:
1、病原真菌引起的植物病害是当前农业领域面临的最严峻挑战之一,给全球农作物生产造成巨大的经济损失,并对粮食安全构成严重威胁。传统的化学农药防治方法虽然在一定程度上能控制病害发生,但长期大量使用带来了病原菌抗药性增强、环境污染、农产品农药残留超标等一系列问题。因此,开发高效、广谱、环境友好的生物防治策略已成为植物病害防控领域的研究热点。
2、放线菌是一类革兰氏阳性细菌,属于放线菌门(actinomycetota),广泛存在于自然界中,链霉菌(
streptomyces)属是放线菌门中最大的属,因其产生大量具有生物活性的次级代谢产物而备受关注。链霉菌长期以来被视为土壤中的土著微生物资源,其产生的抗菌化合物在保护植物抵御病原菌方面发挥着重要作用。然而,现有生防链霉菌资源仍难以满足日益增长的农业生产需求。一方面,植物病原真菌种类繁多,不同病原菌的生物学特性和致病机制差异显著,亟需筛选具有广谱抑菌活性的新菌株;另一方面,传统的接触型生防菌剂在实际应用中易受环境因素影响,而利用微生物产生的挥发性抑菌气体进行病害防控,可避免与果实直接接触,通过熏蒸方式实现安全、高效的采后病害防治,属于近年来兴起的新型防控策略。因此,发掘具有广谱抑菌活性的链霉菌新种资源,特别是能够产生挥发性抑菌气体的菌株,对于开发新型微生物农药、拓展植物病害生物防治途径具有重要的理论意义和应用价值。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述缺陷,本发明提出一种产挥发性抑菌气体的链霉菌新种及其在防治植物病原真菌中的应用,以解决上述背景技术提出的问题。
2、为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、本发明提供一种产挥发性抑菌气体的链霉菌新种,实验室命名为
streptomycessp.aztx-35,分类命名为
streptomyces sp.,保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为gdmcc no:68126 ,保藏日期为2026年04月21日。保藏地址是中国广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼。
4、本发明提供一种培养所述的链霉菌新种的方法,采用如下任一培养基进行培养:
5、isp2培养基(酵母膏麦芽膏培养基):每1000ml蒸馏水中含有酵母粉4g,麦芽提取物10g,葡萄糖4g,琼脂20g;ph 7.3;
6、isp3培养基(燕麦片琼脂培养基):每1000ml蒸馏水中含有燕麦片20g,微量盐溶液1ml,琼脂20g;ph 7.2;
7、isp4培养基(无机盐淀粉琼脂培养基):每1000ml蒸馏水中含有可溶性淀粉10g,k2hpo41g,mgso4·7h2o 1g,nacl 1g,(nh4)2so42g,caco32g,微量盐溶液1ml,琼脂20g;ph7.0-7.4;
8、isp5培养基(甘油-天门冬酰胺培养基):每1000ml蒸馏水中含有甘油10g,天门冬酰胺1g,k2hpo41g,微量盐溶液1ml,琼脂20g;ph 7.0-7.4;
9、isp6培养基(蛋白胨-酵母浸膏琼脂培养基):每1000ml蒸馏水中含有蛋白胨15g,䏡蛋白胨5g,柠檬酸铁铵0.5g,k2hpo41g,na2s2o30.08g,酵母膏1g,琼脂20g;ph 7.0-7.4;
10、isp7培养基(酪氨酸琼脂培养基):每1000ml蒸馏水中含有甘油15g,酪氨酸0.5g,天门冬酰胺1g,k2hpo40.5g,mgso4·7h2o 0.5g,nacl 0.5g,feso4·7h2o 0.01g,微量盐溶液1ml,琼脂20g;ph 7.2-7.4;
11、pda培养基(马铃薯葡萄糖琼脂培养基):每1000ml蒸馏水中含有马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂17g;ph 7.0;
12、所述微量盐溶液由以下成分组成:每100ml蒸馏水中含有feso4·7h2o 0.1g,mncl2·4h2o 0.1g,znso4•7h2o 0.1g
13、优选地,链霉菌aztx-35菌株接种于isp2培养基上培养时的生长温度为15-45℃。
14、本发明提供一种链霉菌新种aztx-35的培养方法,所述培养方法包括将链霉菌aztx-35菌株接种于液体bennett培养基上培养,培养时链霉菌aztx-35生长条件为:ph6.0-7.0,nacl浓度为1-3%(w/v);所述液体bennett培养基由以下成分组成:每1000ml蒸馏水中含有d-葡萄糖10g,酵母浸粉1g,牛肉膏提取物1g,干酪素2g。
15、本发明提供所述的链霉菌新种在防治植物病原真菌或制备植物病原真菌抑菌剂中的应用,所述植物病原真菌为禾谷镰孢菌(
fusarium graminearum)、芒果镰孢菌(
fusarium mangiferae)、胶孢炭疽菌(
colletotrichum gloeosporioides)、香蕉枯萎病菌4号生理小种(
fusarium oxysporumf. sp.
cubense race4)、黄瓜枯萎病菌(
fusarium
cucumerinum)、蔷薇新拟盘多毛孢(
neopestalotiopsis rosae)、尖孢炭疽菌(
colletotrichum acutatum)、番茄枯萎病菌(
fusarium oxysporumf. sp.
lycopersici)、香蕉枯萎病菌1号生理小种(
fusarium oxysporumf. sp.
cubense race1)和灰葡萄孢(
botrytis cinerea)中的至少一种。
16、优选地,对植物病原真菌的防治方法为将链霉菌aztx-35发酵培养液稀释后喷施于植物叶片和/或灌根处理。
17、优选地,所述链霉菌aztx-35发酵培养液的制备方法包括以下步骤:
18、(1)先将链霉菌aztx-35菌株接种至isp2培养基中活化,活化完成后按1-3%体积比例的接种量接种至黄豆粉培养基中发酵培养,得发酵液;所述黄豆粉培养基由以下成分组成:每1000ml水中含有黄豆粉15.0g,蛋白胨2.0g,酵母粉5.0g,nacl 4.0g,caco34.0g,ph7.3±0.1,121℃灭菌15min;
19、(2)将发酵液进行过滤除菌,收集滤液,即为链霉菌aztx-35发酵培养液。
20、优选地,步骤(1)中所述发酵培养的温度为28℃,培养时间为7天。
21、本发明提供所述的链霉菌新种所产生的挥发性抑菌气体在防治香蕉炭疽菌(
colletotrichum musae)中的应用。
22、优选地,所述挥发性抑菌气体包括橙花醇。
23、原核生物新物种的界定标准
24、分子分类:新物种的初步判断通常依据16s rrna基因同源性。目前普遍采用的原核新种16srrna基因同源性的界限值为98.65%。由于16srrna基因承载的遗传信息有限,在区分亲缘关系较近的种和菌株时,具有一定的局限性,因此许多具有16srrna基因高同源性的新物种也很常见。原核生物分类的“金标准”是dna-dna杂交(dna-dna hybridization,ddh),它在基因组水平为原核生物分类提供了的可靠依据,其界定新种的临界值为70%。随着生物学的研究步入基因组学时代,全基因组数据也被应用于新物种的分类鉴定,ddh也由传统的生化实验升级为数字化基因组杂交,同时新的计算方法和分类标准也不断出现。目前,被广泛应用的是平均核苷酸同源性(average nucleotide identity,ani),该方法与ddh存在紧密的对应关系,ani值95-96%,对应ddh值70%。
25、多相分类:是指利用多种信息包括表型特征、化学分类特征和分子分类(基因型)特征等,研究微生物的分类和系统进化。多相分类的应用预示着分类单元一致性的到来,对现代细菌分类发展具有里程碑意义。
26、(1)表型特征:主要包含形态特征、培养特征和生理生化特征。
27、形态特征主要描述菌落特征(菌落形态、大小、颜色、光泽、气生菌丝有无及多寡等)、常规染色反应(革兰氏染色、鞭毛染色、芽孢染色等)和细胞特征(细胞形态、大小、鞭毛数量及生长部位、孢子着生部位、孢囊形状、基内菌丝的断裂方式等);
28、培养特征主要指菌株在有机和合成培养基上的生长情况,通常观察菌株在不同培养基上的长势、菌落颜色、基内菌丝、是否产可溶性色素、气生菌丝有无及颜色等;
29、生理生化特性主要检测菌株各种酶的活性,由于微生物种类繁多,酶系统类型多样,生理生化实验涉及的范围也较广。其中生理特征主要包括温度耐受范围及最适生长温度、ph耐受范围及最适生长ph、盐浓度耐受范围及最适生长盐浓度、需氧情况及对抗生素的敏感性等;常见的生化反应有酶学检测、碳/氮源利用和碳源产酸等。
30、(2)化学分类特征:主要是指利用色谱和质谱分析技术,对菌株的细胞壁化学成分(氨基酸和糖类型)、醌组分、极性脂类型、脂肪酸组成等进行分类鉴定。化学分类方法的建立标志着微生物分类已从个体深化到细胞水平。
31、(3)分子分类特征:在分子水平上对核酸和蛋白质进行分析,并根据获得的信息进行分类。其主要内容有16s rrna基因的同源性分析与系统进化树建立、dna(g+c)mol%含量测定、dna-dna杂交等。
32、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
33、(1)本发明首次分离鉴定获得一种产挥发性抑菌气体的链霉菌新种
streptomycessp.aztx-35,该菌株在分类学上具有独特性,其表型特征(形态特征、培养特征和生理生化特征)和分子分类特征与现有菌种存在差异,为首次发现的新菌种,并且菌株aztx-35对多种植物病原真菌(
fusarium graminearum、fusarium mangiferae、colletotrichum
gloeosporioides、fusarium oxysporumf. sp.
cubense race4
、fusarium cucumerinum、
neopestalotiopsis rosae、colletotrichum acutatum、fusarium oxysporumf.sp.
lycopersici、fusarium oxysporumf. sp.
cubense race1和
botrytis cinerea)均具有抑制效果,本发明进一步丰富抗植物病原真菌的生物资源库;同时菌株aztx-35为天然分离的微生物,无致病性,其代谢过程温和,不会产生二次污染物,与化学抗病菌药物相比,不会破坏生态环境平衡,符合绿色环保的治理理念;
34、(2)菌株aztx-35产生的挥发性有机化合物(vocs)对香蕉炭疽菌有较好的抑制效果,从该菌株的vocs中鉴定出1-丁醇、2-甲基丁酸甲酯、乙基环己烷、4-甲基-1-戊醇、3-甲基-1-己醇、4-甲基-1-己醇、2-乙基己酸甲酯、芳樟醇、(s)-(+)-6-甲基-1-辛醇、橙花醇、2,3-二氢-1,4-苯并二噁英等11种成分;研究发现橙花醇对香蕉炭疽菌的抑制效果最佳,揭示了菌株aztx-35在香蕉炭疽病的生物防治中具有潜在的应用价值。
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