CN116410885A - 贝莱斯芽孢杆菌菌株jt4及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物技术领域,特别涉及贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4及其应用。本发明公开了一株贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4,其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.24562;贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4及其生防菌剂具有抗真菌范围广、拮抗效果显著的特性,可用于防治植物土传真菌病,因而具有良好的工业化应用前景。同时,本发明提供的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4在盆栽实验中防效显著,对农作物病害防治具有很大的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,特别涉及贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4及其应用。
背景技术
土传病害是指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随病残体生活在土壤中,条件适宜时从作物根部或茎部侵害作物而引起的病害。土传病害包括立枯、纹枯、青枯、枯萎、疫病、猝倒、根腐、软腐、根结线虫、胞囊线虫等,这些病害通常侵染植物根部或茎部,从而引起作物根茎部乃至全株发病,造成重大经济损失。
目前主要是通过采用化学药剂对土传病害进行防控,而化学药剂的长期使用,会造成水源土壤污染、生态平衡被破坏、农药残留、次要病害猖獗和使病源微生物产生抗药性等一系列的严重后果。随着人们环保意识的增强,对食品安全问题的重视,以及对生态环境建设,保护生物多样性和农业可持续发展的要求,使得生物防控土传病害成为当前研究和开发的热点。
芽孢杆菌(Bacillus sp.)是一类产芽孢的革兰氏阳性细菌,好氧或兼性厌氧生活,能够产生耐热、耐旱、抗紫外线和抗有机溶剂的内生孢子,是一类重要的生物防治资源,其防治机理主要是:通过将芽孢杆菌定殖至植物根部、体表或体内,与病原菌竞争植物周围的营养,并分泌抗菌物质以抑制病原菌的生长,同时诱导植物防御系统抵御病原菌的入侵,从而达到生物防治的目的。目前,已有部分优良的芽孢杆菌已经分离出来,并成功的应用于植物病害的生物防治,如有专利提供一种枯草芽孢杆菌及其杀菌剂,在防治香蕉枯萎病有很好的使用效果;有专利提供一种土地类芽孢杆菌,在抑制大豆根腐病中起到了很好的使用效果;有专利提供了一种枯草芽孢杆菌及其生物菌剂,在花生果腐病中起到了很好的使用效果,虽然,目前已存在芽孢杆菌类的生防菌剂,但是还存在着生防菌种类较少,抑菌效果单一、不稳定的缺陷。
发明内容
有鉴于此,本发明提供贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4及其应用,该菌株及其菌剂具有广谱抑菌性,且抑菌效果高效稳定,可有效防治植物土传真菌病害。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其保藏编号为CGMCCNo.24562。
本发明还提供了上述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)在如下方面中的应用:
(I)、水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键、纤维素、蛋白质和/或细胞壁;和/或
(II)、抑制植物病原菌;和/或
(III)、防治植物土传病害;和/或
(IV)、制备纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和/或蛋白酶;和/或
(V)、制备用于水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键、纤维素、蛋白质和/或细胞壁的产品;和/或
(VI)、制备抑制植物病原菌的产品;和/或
(VII)、制备防治植物土传病害的产品。
在本发明中的一些具体实施方案中,上述应用中所述β-1,3-糖苷键、所述纤维素和所述蛋白质来源于细胞壁;
所述细胞壁包括真菌细胞壁;
所述真菌包括植物病原真菌。
在本发明的一些具体实施方案中,上述应用中所述植物病原菌包括植物病原细菌和植物病原真菌。
在本发明的一些具体实施方案中,上述应用中所述植物病原细菌包括猕猴桃溃疡病病原菌;和/或
所述植物病原真菌包括油茶炭疽病病原菌、莲藕腐败病病原菌、黄瓜枯萎病病原菌、油菜菌核病病原菌、亚麻枯萎病病原菌、亚麻炭疽病病原菌或辣椒疫病病原菌中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方案中,上述应用中所述植物土传病害包括细菌性土传病害和真菌性土传病害。
在本发明的一些具体实施方案中,上述应用中所述细菌性土传病害包括猕猴桃溃疡病;和/或
所述真菌性土传病害包括油茶炭疽病、莲藕腐败病、黄瓜枯萎病、油菜菌核病、亚麻枯萎病、亚麻炭疽病、辣椒疫病、亚麻立枯病、马铃薯立枯病、水稻纹枯病或油菜菌核病中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方案中,上述应用中所述产品包括生防菌剂。
本发明还提供了生防菌剂,包括上述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),以及可接受的辅料或助剂。
在本发明的一些具体实施方案中,上述辅料或助剂包括但不限于培养基、缓冲液、黏合剂、填充剂、崩解剂、润滑剂、等渗调节剂、增溶剂、助溶剂、防腐剂、着色剂、助悬剂、润湿剂、乳化剂和/或表面活性剂。
本发明还提供了上述生防菌剂的制备方法,包括将上述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)接种于培养基,25~30℃培养2~4d,分离菌株,用水稀释,获得所述生防菌剂。
在本发明的一些具体实施方案中,上述制备方法中所述培养基包括10g/L的胰蛋白胨、5g/L的酵母浸出膏、20g/L的蔗糖或5g/L的NaCl中的一种或多种;所述培养基的pH值为7.2~7.4。
本发明还提供了纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和/或蛋白酶的制备方法,包括培养上述贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),然后分离并获得所述纤维素酶、所述β-1,3-葡聚糖酶和/或所述蛋白酶。
本发明的菌株有如下效果:
本发明提供了贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4(保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.24562)及其生防菌剂。贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4为革兰氏阳性菌,能够产生芽孢,可以分泌纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和蛋白酶,所分泌的β-1,3-葡聚糖酶可水解植物真菌细胞壁中成分的β-1,3-葡聚糖,羧甲基纤维素酶协同蛋白质酶可作用于真菌细胞壁分解其纤维素及蛋白质,从而抑制植物病原真菌的生长与增殖,因而本发明的JT4具有抗真菌范围广、拮抗效果显著的特性,良好的工业化应用前景。同时,本发明提供的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4在盆栽实验中防效显著,对农作物病害防治具有很大的实用价值。
生物保藏说明
生物材料:JT-4,分类命名:贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),于2022年03月22日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏中心地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所;保藏编号为CGMCC No.24562。
本发明中所述JT-4、JT4或JIN4即为上述保藏编号为CGMCC No.24562的菌株。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示实施例1制备的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的菌藻形态图(KB平板);
图2示实施例1制备的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的显微图;其中,A为革兰氏染色图;B为芽孢染色图;
图3A示实施例1提供的根据贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的gyrA基因序列构建的系统发育树图;
图3B示JT4的16S rDNA片段电泳图;
图4示实施例2中贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4对不同病原菌抑制效果图;其中,A为油茶炭疽病病原菌;B为莲藕腐败病病原菌;C为黄瓜枯萎病病原菌;D为油菜菌核病病原菌;E为亚麻枯萎病病原菌;F为亚麻炭疽病病原菌;G为辣椒疫病病原菌;
图5示实施例3中菌株对四个猕猴桃品种致病性验证及贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4防治猕猴桃溃疡病盆栽实验的示意图;
图6示拮抗效果较好的前四个菌(72h);其中,A为Y5-4;B为LS8-5-9;C为JT4;D为LS8-4-7。
具体实施方式
本发明公开了贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4及其应用,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
本发明提供的菌株为贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4于2022年4月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC,保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所;邮政编码:100101),保藏编号为CGMCC No.24562。
优选的,所述贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4为革兰氏阳性菌,能够产生芽孢,可以分泌纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和蛋白酶。
优选地,所述贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的菌落边缘较整齐,表面凸起且湿润,颜色呈乳白色,不透明。
优选的,所述的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4可用于防治植物土传真菌病。
优选的,所述植物土传真菌病为辣椒疫病、亚麻立枯病、亚麻炭疽病、亚麻枯萎病、黄瓜枯萎病、马铃薯立枯病、水稻纹枯病和油菜菌核病。
优选的,所述含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂的制备方法,包括以下步骤:将贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4接种在灭菌后的液体培养基中,在25~30℃进行培养,摇床震荡2~4d,12000r/min离心5min后用无菌水稀释至浓度为105CFU/mL的悬浮液,即得含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT41的生防菌剂。
优选的,所述的液体培养基组成为10g/L的胰蛋白胨,5g/L的酵母浸出膏,20g/L的蔗糖,5g/L的NaCl;液体培养基的pH值为7.2~7.4。
优选的,所述的摇床震荡的转速为180r/min。
优选的,所述的含有贝莱斯芽孢杆菌的生防菌剂在防治油茶炭疽病、莲藕腐败病、黄瓜枯萎病、油菜菌核病、亚麻枯萎病、亚麻炭疽病和辣椒疫病中的应用。
以下是本发明涉及的序列信息:
贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4 16S rDNA序列:
MZ292706 JT4 gyrA序列:
如无特殊说明,本发明涉及的原料、试剂、耗材以及仪器皆为普通市售品,均可由市场购得。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1:贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的制备与鉴定
一、贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的制备
S01:通过多点采样法采集土样,并将采集到的土样研细,本发明实施例中的土样取自中国农业科学院麻类研究所沅江实验站猕猴桃实验地;
S02:将研细的土样放入装有无菌水的离心管中充分震荡,制成浓度为10-1的土壤悬浮液;
S03:将所述土壤悬浮液逐级梯度稀释,得到不同浓度的土壤悬浮液;
S04:选取浓度为10-3、10-4和10-5三个梯度的土壤悬浮液,并加入到NA培养基平板上进行涂布处理,放到25℃的培养箱中培养48h,得到菌落;
S05:挑选形态不一的单菌落在斜面上进行划线保种,并培养24h,得到分离菌,将所述分离菌置于4℃的冰箱中保存备用;
S06:将分离得到的生防菌和C48划线活化后分别接入LB液体培养基和KB液体培养基,160r/min 25℃震荡培养36h。倒KB固体培养基后风干皿内表面水汽,接种100μL猕猴桃psa病原菌C48菌液涂布均匀后,在距平板中心2.5cm十字交叉处等距离接种所述分离菌,同时以不接种分离菌的作为对照(CK),每次处理进行3次重复实验,在温度为25℃条件下培养,当对照组(CK)长满全部培养皿时,记录抑菌圈的大小,选择抑菌圈最大的为贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4。
其中,NA培养基为营养琼脂培养基,该营养琼脂培养基的组成按照浓度包括20g/L的琼脂,10g/L的胰蛋白胨,3g/L的牛肉膏,5g/L的NaCl。NA培养基在制备时的pH值为7.2~7.4,并经过20min的灭菌处理,且灭菌时的温度为121℃。PDA培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基。
二、贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的鉴定:
1、形态学鉴定
将本实施例制备得到的菌株划线到NA培养基平板上,然后将平板倒置,在温度为30℃的条件下培养24h,观察并记录平板上菌落的生长情况,其在平板上的菌落形态如图1所示,由图可知,本实施例制备得到的菌株的菌落边缘较整齐,表面凸起且湿润,颜色呈乳白色,不透明。
用试剂盒对本实施例制备得到菌株进行革兰氏染色和芽孢染色,并在油镜下观察菌株和对菌株进行拍照。该菌株的革兰氏染色和芽孢染色分别如图2A和图2B所示。从图2A中可以看出,经革兰氏染色后,贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4为杆状,且呈蓝紫色,为革兰氏阳性菌;从图2B中可以看出,经芽孢染色后,贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4菌体显蓝色,芽孢显红色,由此说明本发明提供的菌株能够产生芽孢。
2、生理生化鉴定
(1)接触酶实验
在本实施例制备的菌株的液体培养液中直接滴加3%的过氧化氢,立即观察。若有大量气泡产生,则为阳性;若不产生气泡,则为阴性。本发明提供的菌株立即产生大量气泡,实验结果为阳性。
(2)氧化酶实验
取白色洁净滤纸一角,蘸取少量的本实施例制备的菌株菌落,加入浓度为1%的盐酸二甲基对苯二胺水溶液一滴,阳性者立即呈粉红色,且颜色会逐渐加深。在此次实验中,菌落不变色,实验结果为阴性。
(3)淀粉水解实验
将本实施例制备的菌株点接到淀粉培养基上,在温度为37℃的条件下培养24h,滴加少量碘液在淀粉培养基平板上,轻轻旋转,使碘液均匀分布在淀粉培养基平板上,观察菌落周围的情况。若菌落周围出现无色透明圈表明有水解淀粉的能力,反之,则没有。本菌株菌落的周围有透明圈产生,由此能够说明本菌株具有水解淀粉的能力。
(4)甲基红MR实验
挑取少量的本实施例制备的菌株,并接种于通用培养基上,在温度为30℃的条件下培养3~5d,培养结束后取培养液1mL,并加入甲基红指示剂1~2滴,阳性呈鲜红色,弱阳性呈淡红色,阴性为黄色。在此次实验中,菌液变黄,所以为阴性。
(5)VP实验
挑取少量的本实施例制备的菌株,并接种于通用培养基,在温度为30℃的条件下培养4d,培养结束后取培养液2.5mL先加入α-萘酚纯酒精溶液0.6mL,再加入浓度为40%的氢氧化钾水溶液0.2mL,摇动2~5min,阳性菌通常立即呈现红色,若无红色出现,静置于室温或30℃的恒温箱中,若2h内仍不显现红色,则可判定为阴性。在此次实验中,菌液立即变红,所以为阳性。
(6)明胶液化实验
取本实施例制备的菌株,穿刺接种于明胶中,并使本菌株位于明胶深度的2/3处。在温度为20℃的条件下培养5~7d。每天观察结果本菌株是否被细菌液化,若被液化,则为试验阳性;若不被液化,则为阴性。在此次实验中,明胶被液化,因此反应特征为阳性。
(7)硝酸盐还原实验
将本实施例制备的菌株接种于硝酸盐肉汤中,在温度为28℃的条件下摇床培养3d,然后取5mL培养液,按试剂盒(海博生物技术有限公司硝酸盐还原试剂盒)说明加入显色剂,变黄为阳性,反之,不变色为阴性。在此次实验中,菌液变黄,说明本反应特征为阳性。
(8)产硫化氢实验
将本实施例制备的菌株穿刺接种于醋酸铅培养基中,在温度为35℃的条件下培养24~48h,并观察结果。若培养基变黑,则为阳性;不变黑,则为阴性。在此次实验中,培养基变色,说明反应特征为阳性。
(9)柠檬酸盐利用实验
挑本实施例制备的菌株在西蒙斯氏柠檬酸盐培养基斜面上划线接种,在温度为37℃的条件下培养3~7d。若培养基为碱性者,即指示剂蓝色或桃红色的为阳性;若培养基不变色,则为阴性。在此次实验中,培养基变色,说明反应特征为阳性。
(10)卵磷脂酶活性实验
用75%的乙醇将新鲜鸡蛋的表面进行消毒,并用灭菌的镊子将鸡蛋打个孔,倾去蛋清,然后用无菌吸管吸出卵黄,加入到融化后冷却至50℃左右的NA培养基中,混和均匀后放倒平板,点接本实施例制备的菌株,在温度为30℃的条件下培养24h,并进行观察。若菌落边缘出现浑浊圈者为酶阳性。在此次实验中,菌落边缘出现明显的浑浊圈,说明反应特征为阳性。
(11)丙二酸盐利用实验
挑取培养12h菌苔(本实施例制备的菌株)接种于丙二酸盐培养基,在温度为35℃的条件下培养24~48h,培养基由绿变蓝者为阳性,反之为阴性。在此次实验中,培养基变绿,说明反应特征为阴性。
(12)葡萄糖发酵实验
挑取少量本实施例制备的菌株穿刺接种于葡萄糖氧化发酵培养基,在温度为30℃的条件下培养3d,观察培养基颜色的变化。若无颜色变化,则需要继续观察7d,培养基变黄者为发酵型。在此次实验中,培养基变黄,说明反应特征为阳性。
(13)半乳糖利用实验阳性
将本实施例制备的菌株接种在半乳糖培养基中,在温度为30℃的条件下培养2d,观察菌落生长情况,若菌落形成,则可以利用半乳糖,反之,不行。在此次实验中,菌体不生长,说明本菌株无法利用半乳糖。
(14)阿拉伯糖利用实验
将本实施例制备的菌株接种于阿拉伯糖培养基中,在温度为30℃的条件下培养2d,观察菌落生长情况,若菌落形成,则可以利用阿拉伯糖,反之,不行。在此次实验中,菌体不生长,说明本菌株无法利用阿拉伯糖。
(15)甘露糖利用实验
将本实施例制备的菌株接种于甘露糖培养基中,在温度为30℃的条件下培养2d,观察菌落生长情况,若菌落形成,则可以利用甘露糖,反之,不行。在此次实验中,菌体生长,本菌株可以利用甘露糖。
(16)D-果糖利用实验
将本实施例制备的菌株接种于D-果糖培养基中,在温度为30℃的条件下培养2d,观察菌落生长情况,若菌落形成,则可以利用D-果糖,反之,不行。在此次实验中,菌体生长,本菌株可以利用D-果糖。
(17)D-木糖利用实验
将本实施例制备的菌株接种于D-木糖培养基中,在温度为30℃的条件下培养2d,观察菌落生长情况,若菌落形成,则可以利用D-木糖,反之,不行。在此次实验中,菌体生长,本菌株可以利用D-木糖。
综上,生理生化鉴定结果如表1所示。
表1:贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生理生化特征结果
注:+:阳性反应;-:阴性反应
3、16S rDNA序列分析
采用菌液PCR方法制备的JT4菌株的DNA,其具体操作步骤如下:提取试剂盒包括25μL的PCR反应体系,而PCR反应体系包括12.5μL的2×Master Mix;1μL的上游引物27F(SEQID No.3:5'-AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3');1μL的下游引物1492R(SEQ ID No.4:5'-GGT TAC CTT GTT ACG ACT T-3');5.5μL的dd H2O;5μL的模板DNA。
PCR反应条件为:在温度为94℃预变性5min;94℃变性30s;53℃退火30s;72℃延伸1min;30个循环,72℃延伸5min,4℃保存。
将得到的PCR产物进行脂糖凝胶电泳分析,从图3B可知本实施例制备的菌株DNA全长约为1448bp。将得到的PCR产物由湖南擎科生物科技有限公司进行测序,本实施例制备的菌株核苷酸序列如序列SEQ ID No.1所示。将所得核苷酸序列通过NCBI—BLAST进行同源性序列比对分析,得到相似性较高的序列。运用MEGA6.0软件构建系统发育树(如图3A所示),本实施例制备的菌株的16S rDNA序列与贝莱斯芽孢杆菌菌株(Bacillus velezensis)的同源性较高。
综合上述形态学观察、生理生化鉴定及16S rDNA序列分析结果,能够确定本实施例制备的菌株为贝莱斯芽孢杆菌菌株(Bacillus velezensis),其命名为贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4。
实施例2:贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的抑菌效果评价
1、抑菌效果评价
以油茶炭疽病、莲藕腐败病、黄瓜枯萎病、油菜菌核病、亚麻枯萎病、亚麻炭疽病和辣椒疫病为例对贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4抑制效果的进行研究,其具体内容如下:
以油茶炭疽病、莲藕腐败病、黄瓜枯萎病、油菜菌核病、亚麻枯萎病、亚麻炭疽病和辣椒疫病为靶标菌,在距离平板中心2.5cm处点接贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4,以不接种JT4细菌的平板为对照,每个处理重复3次。将平板倒置于28℃培养箱中,待对照组病原真菌长满平板时,测量候选拮抗细菌直径及细菌对每株病原真菌的抑菌圈直径,并根据抑菌圈直径计算其拮抗指数:
拮抗指数=(抑菌圈直径-拮抗菌直径)/拮抗菌直径。
由图4可知,贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4对上述所有植物病原真菌均有抑制效果,说明贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4具有广谱的抑菌性;从表2可知贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4对上述病原真菌的抑菌直径在15~32mm之间,而且从拮抗指数可以看出,其对上述病原真菌有很好的拮抗效果,说明贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4对上述植物病原真菌有高效的抑菌效果,可用于防治上述植物病原真菌引起的植物土传害病。
表2:JT4对不同植物病原真菌拮抗的作用
病原真菌 | JT4抑菌圈直径(mm) |
油茶炭疽病病原菌 | 34.50 |
莲藕腐败病病原菌 | 29.50 |
黄瓜枯萎病病原菌 | 19.60 |
油菜菌核病病原菌 | 36.90 |
亚麻枯萎病病原菌 | 30.80 |
亚麻炭疽病病原菌 | 35.10 |
辣椒疫病病原菌 | 40.70 |
2、抑菌机理研究
将实施例1制备的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4分别点接至含有胶体几丁质培养基、羧甲基纤维素钠培养基、茯苓粉培养基和脱脂牛奶琼脂培养基的平板中,将平板倒置于30℃培养箱中培养3d,观察菌落周围是否产生透明圈。
结果显示,贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4在羧甲基纤维素钠培养基、茯苓粉培养基和脱脂牛奶琼脂培养基上均有透明圈产生,说明贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4可以分泌纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和蛋白酶。真菌细胞壁干重的80%由碳水化合物组成,如:几丁质、脱乙酰壳多糖、葡聚糖、纤维素、半乳聚糖等。大约10%由蛋白质及糖蛋白构成,蛋白质包括负责细胞壁生长的酶、特定胞外酶和将多糖交联起来的结构蛋白。贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4分泌的β-1,3-葡聚糖酶可水解真菌细胞壁中的β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键,羧甲基纤维素酶协同蛋白质酶可作用于真菌细胞壁分解其纤维素及蛋白质,从而抑制植物病原真菌的生长与增殖。
实施例3:含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂在抑制猕猴桃细菌性溃疡病的应用
1、含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂的制备
将实施例1制备得到的贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4接种在灭菌后的NA液体培养基(即牛肉膏蛋白胨液体培养基,其配比为10g/L蛋白胨,3g/L牛肉膏和5g/L NaCl,pH=7.2~7.4)中,在30℃进行摇床震荡培养2d,震荡速度为180r/min,接着12000r/min离心5min,取菌体,用无菌水稀释成浓度为105CFU/mL的悬浮液,即得含有贝莱斯芽孢杆菌菌株的生防菌剂。
2、猕猴桃溃疡病病原菌C48菌液的制备
猕猴桃溃疡病病原菌C48分别接种到灭菌后的KB液体培养基(蛋白胨20g,K2HPO41.5g,甘油10mL,MgSO4·7H2O 1.5g,蒸馏水1000mL,pH自然,)中,在28℃进行摇床震荡培养2d,震荡速度为180r/min,然后用无菌水将菌液稀释至105CFU/mL,即得猕猴桃溃疡病病原菌C48菌悬液。
3、含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂抑制猕猴桃溃疡病中的应用含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂对猕猴桃溃疡病的防控效果:
试验品种:‘翠玉’、‘金桃’、‘红阳’、‘东红’四个猕猴桃品种,肥水管理措施一致
病原菌:猕猴桃溃疡病
土壤:市售营养土
试验处理:对照组:施病原菌和无菌水;处理组:施病原菌和含有贝莱斯芽孢杆菌菌株JT4的生防菌剂
在3月剪取健康未染溃疡病‘翠玉’、‘金桃’、‘红阳’、‘东红’四个猕猴桃品种二年生枝条足量,在实验室将枝条叶片全部剪除。枝条修剪为20cm长度大小,上端10cm保持至少有一个芽眼,将枝条放入350mL组培瓶并加水300mL,26℃,光周期14/10h培养至每枝完全叶不少于3叶即可开展下一步试验。
对实验室前期基于湖南猕猴桃细菌性溃疡病样本分离得到的猕猴桃溃疡病病菌C48 16S rDNA序列同NCBI数据库进行比对,以Neighbor-Joining法bootstrap 1000构建系统发育树,并将16S rDNA序列上传至NCBI。后进行水培苗回接验证两个菌株的致病性,将猕猴桃溃疡病病菌C48接种于盛30mL液体KB培养基的50mL无菌离心管,恒温摇床内160r/min25℃恒温培养48h。将菌液稀释至OD600=0.2,使用1mL无菌针管吸取菌液穿刺接种等量菌液于水培苗叶片,以清水为对照。每苗至少病原菌接种两片叶,清水接种一片叶,有翠玉、红阳、东红和金桃共四个品种,每品种每菌接种5苗。20℃恒温保湿培养48h后观察拍照,光周期14/10h。计算公式为:
相对防效={(病原菌处理组病斑直径-对照组处理病斑直径)-(生防菌+病原菌处理组-对照组处理病斑直径)}/(病原菌组处理病斑直径-对照组处理病斑直径)×100%
如图5所示,使用清水穿刺接种的叶片针孔除自然创面外,无病斑。C48都能感染四个猕猴桃品种,从针孔开始周围出现类似烫伤的水渍状病斑。C48病斑较JT4+C48更大,品种间病斑由大到小为翠玉>金桃>东红>红阳,生防菌JT4对各个品种猕猴桃防治效果没有显著差异(见表3)。
表3:在瓶栽猕猴桃叶片上接种生防菌48h后对Psa C48的防治效果
品种 | 相对防效 | 标准偏差 | 显著性差异 |
翠玉 | 36.4 | 0.222 | a |
红阳 | 36.5 | 0.148 | a |
东红 | 37.7 | 0.170 | a |
金桃 | 38.9 | 0.107 | a |
4、生防菌的室内防效测定
测定方法:
使用十字交叉法对峙培养对所有生防菌在培养皿内对C48生防能力进行评估。结果如下表4,按抑菌圈外径减去生防菌落外径的差值从大到小排列,生防能力前四个生防菌株依次为Y5-4(分离于山药根际土壤)、LS8-5-9(分离于莲藕根际土壤)、JT4(分离于猕猴桃枝条)和LS8-4-7(分离于莲藕根际土壤),抑菌圈见图6。
表4:在KB平板上接种72h后各生防菌对Psa C48的抑菌圈大小
5、室内防效前4株生防菌的田间防效测定
2021年3月18日,在湘西土家族苗族自治州永顺县松柏镇湖坪村开展田间试验,选取管理水平一致的一块‘米良1号’猕猴桃地块。在施药前统计各小区病情分级,每个小区16株猕猴桃。以清水为对照,将稀释至OD600=0.2的Y5-4、LS8-4-7、LS8-5-9和JT4菌液和500倍液细刹(3%噻霉酮SC)各10L分别均匀喷施于各小区猕猴桃植株上,以叶面开始滴水为准,相邻小区之间喷雾施药时用塑料薄膜隔挡,重复三次。于施药两周后4月1日再次调查各小区病情分级,并依照以下公式计算病情指数、增长率和相对防效(施药前病情指数即为防前病情指数;施药后病情指数即为防后病情指数)。
病情指数=∑(病级株树×病级代表值)/株数总和×最高病级的代表值×100%
病情增长率%=(施药后病情指数-施药前病情指数)/施药前病情指数×100%
相对防效={(对照防后病情指数-对照防前病情指数)-(试验组防后病情指数-试验组防前病情指数)}/(对照防后病情指数-对照防前病情指数)×100%
结果如下表5所示,四株生防菌中JT4防效最高达到57.44%,其次为LS8-5-9的52.20%、LS8-4-7的45.87%和Y5-4的26.17%,化药噻霉酮防效为72.31%显著高于各生防菌,生防菌JT4防效显著高于其他生防菌。
表5:四株生防菌与噻霉酮田间防效
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其特征在于,其保藏编号为CGMCCNo.24562。
2.如权利要求1所述的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)在如下方面中的应用:
(I)、水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键、纤维素、蛋白质和/或细胞壁;和/或
(II)、抑制植物病原菌;和/或
(III)、防治植物土传病害;和/或
(IV)、制备纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和/或蛋白酶;和/或
(V)、制备用于水解β-1,3-葡聚糖中的β-1,3-糖苷键、纤维素、蛋白质和/或细胞壁的产品;和/或
(VI)、制备抑制植物病原菌的产品;和/或
(VII)、制备防治植物土传病害的产品。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述植物病原菌包括植物病原细菌和植物病原真菌。
4.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述植物病原细菌包括猕猴桃溃疡病病原菌;和/或
所述植物病原真菌包括油茶炭疽病病原菌、莲藕腐败病病原菌、黄瓜枯萎病病原菌、油菜菌核病病原菌、亚麻枯萎病病原菌、亚麻炭疽病病原菌或辣椒疫病病原菌中的一种或多种。
5.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述植物土传病害包括细菌性土传病害和真菌性土传病害。
6.如权利要求5所述的应用,其特征在于,所述细菌性土传病害包括猕猴桃溃疡病;和/或
所述真菌性土传病害包括油茶炭疽病、莲藕腐败病、黄瓜枯萎病、油菜菌核病、亚麻枯萎病、亚麻炭疽病、辣椒疫病、亚麻立枯病、马铃薯立枯病、水稻纹枯病或油菜菌核病中的一种或多种。
7.如权利要求2至6任一项所述的应用,其特征在于,所述产品包括生防菌剂。
8.生防菌剂,其特征在于,包括如权利要求1所述的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis),以及可接受的辅料或助剂。
9.如权利要求8所述的生防菌剂的制备方法,其特征在于,包括将如权利要求1所述的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)接种于培养基,25~30℃培养2~4d,分离菌株,用水稀释,获得所述生防菌剂。
10.纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和/或蛋白酶的制备方法,其特征在于,包括培养如权利要求1所述的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),然后分离并获得所述纤维素酶、所述β-1,3-葡聚糖酶和/或所述蛋白酶。
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