链霉菌ZH-356的植病生防作用研究

作     者：刘安东 宁婉清 朱旭飞 张博琳 屈小娜 张晋龙 徐成楠 李广伟 张向前 王延峰 成娟丽 林金水 

作者机构：延安大学生命科学学院陕西省黄土高原资源植物研究与利用省市共建重点实验室 延安柯龙尼生物科技有限公司 作物抗逆与高效生产全国重点实验室(西北农林科技大学) 

出 版 物：《微生物学报》 (Acta Microbiologica Sinica)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

基　　金：国家自然科学基金(32070103) 作物抗逆与高效生产全国重点实验室开放课题(SKLCSRHPKF12) 陕西省“特支计划”区域发展人才项目(2020-44) 陕西省普通高等学校青年杰出人才支持计划项目(2018-111) 陕西高校青年创新团队(2022-943) 陕西省“两链”融合重点专项(2023LLRH-01) 延安市科技计划(2024-JBZ-001) 延安大学科研计划(2023HBZ-001,2023CGZH-007) 陕西省大学生创新创业训练项目(S202310719112) 

主　　题：链霉菌 定殖 菌剂 基因组测序 转录组测序 次级代谢产物 

摘      要：【目的】对具有拮抗植物病原真菌作用的链霉菌ZH-356进行定殖能力和生防作用评价，并结合组学分析初步揭示其植病生防作用机制。【方法】利用GFP荧光标记法，检测链霉菌ZH-356在植物体内定殖情况，同时通过测定不同剂型菌剂(种子包衣剂、可湿性粉剂、胶水菌剂和骨胶菌剂)对植物真菌病害的生防效果来评价链霉菌ZH-356的植病生防作用及潜力；通过三代测序技术分析链霉菌ZH-356全基因组信息，并对其基因功能进行注释；结合转录组学对比分析链霉菌ZH-356拮抗植物病原真菌过程中表达发生显著改变的基因，预测其拮抗活性物质的合成基因。【结果】通过GFP荧光标记的植物定殖分析，发现链霉菌ZH-356可在番茄和小麦的根茎中稳定定殖；同时，基于ZH-356制备的不同剂型菌剂对番茄早疫病和苹果树腐烂病均具有良好防效作用，其中由链霉菌ZH-356制成的种子包衣剂处理后不影响番茄种子的发芽率，但可以保护番茄苗免受番茄早疫病菌的侵染；基于ZH-356制备的可湿性粉剂对番茄早疫病有良好的预防与治疗效果，且其预防作用比治疗作用效果更好；由链霉菌ZH-356制成的液体菌剂，不管刮不刮除发病处的树皮，都对苹果树腐烂病具有一定的防治效果，只是刮除病斑上的树皮其防治效果更好，且这种防治效果优于甲基硫菌灵农药。通过对链霉菌ZH-356的全基因组测序分析发现，ZH-356基因组只含有一条线状染色体，大小为9 432 683 bp，G+C含量平均为70.82%，共预测到编码基因8 430个、tRNA基因67个和rRNA基因18个。物种注释结果显示链霉菌ZH-356不属于任何已完成基因组测序的链霉菌种类。经全基因组分析预测得到ZH-356中具有31个次级代谢产物合成基因簇；通过转录组学分析发现，在拮抗植物病原真菌过程中NRPS/T1PKS基因簇ZH＿356＿GM004730-ZH＿356＿GM004809的表达显著上调，推测它可能是链霉菌ZH-356中介导其抗植物病原真菌的活性物质的生物合成基因簇，而ZH＿356＿GM004796可能是该活性物质的核心生物合成基因。【结论】链霉菌ZH-356能在植物体内稳定定殖，基于该菌株制备的生防菌剂对植物真菌病害具有良好防治效果，其拮抗植物病原真菌的活性物质可能由ZH＿356＿GM004730-ZH＿356＿GM004809基因簇负责合成。以上工作为菌株ZH-356的产业化应用和拮抗植物病原真菌的机制研究奠定了基础。